Aktuellt Nyheter 1 juni 2021

De forskar fram framtidens hållbara energisystem

Sedan 80-talet har det bedrivits framstående forskning på litiumjonbatterier på Uppsala Universitet. Redan år 2000 startades Forskningsgruppen Ångström Advanced Battery Centre. Daniel Brandell, professor inom materialkemi vid Uppsala universitet berättar om framtidens energisystem.

Under 90-talet kommersialiserades litiumjonbatterierna och det var framför allt då forskningsgruppen började växa. Forskargruppen, som då bestod av ett 20-tal personer, ansökte om att få kalla sig för Ångström Advanced Battery Centre via Uppsala universitets rektor för att göra en formalisering av forskargruppen. I dagsläget är gruppen ungefär 100 personer och har växt framför allt de senaste 10 åren.

Hur viktiga är batterier för framtidens hållbara energisystem?

Batterierna kommer att vara väldigt viktiga för framtidens energisystem. Det beror på att det är svårt att hitta energilager som är lika effektiva som batterier, har lika låg kostnad per kilowattimme och har samma livslängd. Dessutom är batterier väldigt skalbara och kan användas i många olika typer av miljöer. Det är få energilager som är lika anpassningsbara som batterier.

Transportsektorn står för en stor del av Sveriges växthusgasutsläpp vilket gör att batterier skulle kunna vara en del av lösningen
Daniel Brandell
Professor i materialkemi vid Uppsala universitet

Energilagring kommer att behövas i allt större utsträckning när det gäller portabel elektronik som fordonssektorn. Transportsektorn står för en stor del av Sveriges växthusgasutsläpp vilket gör att batterier skulle kunna vara en del av lösningen även resten av världen kommer att behöva batterier.

Med tanke på att vi har alltmer intermittenta energikällor som vind- och solenergi kommer det även behövas energilager för dessa energikällor. I dessa sammanhang kan det vara lättare för andra energilager att konkurrera.

Skulle sol- och vindkraft kunna använda andra typer av energilager?

Någon typ av energilager kommer att behövas speciellt dagar då det blåser väldigt mycket för att lagra den energin. Batterier är ett sätt att göra det på eftersom energieffektiviteten är hög.

Vad är den största utmaningen för dagens batteriforskning och utveckling?

Den ena utmaningen är att litiumjonbatterier kommer att fortsätta att användas och finnas i energisystemet under en lång tid. För dessa batterier handlar det om att öka prestandan utan att kostnaden ökar samt öka hållbarheten längs hela värdekedjan. Den andra utmaningen är att implementera batterier som är bättre än litiumjonbatterier och som fungerar annorlunda. Idag finns det många batteriformer som i framtiden kommer att vara utvecklade till en grad att de kommer kunna ha en naturlig plats i energisystemet. 

Hur kommer tekniken i framtidens batterier vara utformad?

Kommer att vara en större flora av olika typer av batterier. Olika typer av applikationer kommer att hitta sin typ av batterier. Exempelvis där energitäthet är viktig kommer batterier med hög energitäthet att finnas, och där hållbarhet och kostnad är viktigt kommer en annan typ av batterier att finnas.

Återvinning är en viktig fråga när det kommer till batterier. Hur ser framtidens batteriåtervinning ut?

Det pågår mycket forskning och utveckling när det kommer till återvinning. Ett helt nytt regelverk och lagstiftning kommer att komma för hela Europa.

Ett problem är att få batterier till återvinningsanläggningar då det idag dessvärre försvinner väldigt mycket batterier ur systemet. Detta handlar om samhällets aspekter genom att skapa ekonomisk lönsamhet och rätt typ av incitament för att få upp graden av återvinning. 

Den andra delen är att få till den tekniska delen av återvinningen av batterierna. Det finns en del bra processtekniker för detta men går att utveckla detta mer genom att använda hydrolys istället för pyrolys som en del av metodiken. Dessutom måste materialen designas för att kunna återvinnas lättare.

Ett annat problem är också att det saknas en infrastruktur för de volymer av batterier som kommer att behöva återvinnas. Dessa volymer finns inte idag vilket leder till att det inte finns tillräckliga incitament för att någon ska vilja göra en investering. Dessutom kan det vara helt andra batterier i energisystemet i framtiden som måste återvinnas på andra sätt. Detta skapar dilemma som kommer behöva lösas av makthavare.

Till toppen