Säker, billig och hållbar teknik har tagits fram på Linköpings universitet
Professor Xavier Crispin och forskningsingenjörerna Ujwala Ail och Ziyauddin Khan, vid pressen för knappcellsbatterier, Laboratoriet för organisk elektronik. Alla bilder: THOR BALKHED
LINKÖPING (JB)
En av framtidens stora utmaningar när det gäller klimatomställningen är frågan kring effektiv och storskalig energilagring. Kanske är forskare vid Linköpings universitet en lösning på spåren? Deras arbete prisades nyligen vid klimatkonferensen i Glasgow.
Det är Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet som man lyckats ta fram en säker, billig och hållbar teknik för energilagning. Tekniken är patenterad och prisades vid den nyligen avslutade klimatkonferensen COP26 i Glasgow.
Forskningen är till största delen finansierad av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse samt via den svenska regeringens strategiska satsning på Avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.
Resultatet är publicerat i den vetenskapliga tidskriften Advanced Energy and Sustainability Research, och via avknoppningsföretaget Ligna Energy AB i Norrköping fick man ta emot pris som bästa ”Startup for Climate”, under COP26-mötet för den miljövänliga tekniken för storskalig energilagring.
Framtidens energiförsörjning står inför stora utmaningar. En allt större andel förnybara energikällor tillsammans med det starkt ökande behovet av el i samhället gör att man måste hitta nya lösningar när det gäller att balansera effekter i näten.
El förbrukas i princip i samma stund som den produceras och det finns i dag små möjligheter att lagra stora mängder el. Detta är ett problem främst den kalla tiden på året då elbehovet är som störst. Obalans i nätet leder till svåra strömavbrott.
Nu har professor Xavier Crispin och hans kollegor vid Laboratoriet för organisk elektronik på Linköpings universitet gjort två genombrott inom forskningen som har lagt grunden för att förhoppningsvis kunna lösa problemet. Det handlar om elektrolyter i trämaterial tillverkade på rulle samt en ny vattenbaserad elektrolyt.
Den nya tekniken har skapat ett koncept för storskalig energilagring som är säker, billig och hållbar. Det möjliga effektuttaget är så högt att tekniken fungerar för att hålla uppe effektbalansen i elnätet.
–Våra resultat öppnar för säkra, miljömässigt hållbara organiska energilager med högt effektinnehåll, fem kW/kg, där elektroderna är tillverkade av trämaterial i tryckpress. Energitätheten behöver vi dock förbättra, just nu är våra organiska batterier bättre än vanliga superkondensatorer, ungefär som blybatterier, men sämre än Li-jon, säger Xavier Crispin.
Tidigare försök att ta fram ett hållbart system för energilagring, baserat på billiga organiska och vattenbaserade elektrolyter och kolbaserade elektroder har alla brottats med att systemen laddar ut sig själva på mindre än ett dygn.
Två genombrott ligger bakom de goda resultaten: en ny typ av vattenbaserad elektrolyt samt elektroder i lignin – en lätt tillgänglig och billig biprodukt från framställning av pappersmassa. Tekniken kan dessutom skalas upp till stora batterier, vilket gör tekniken till en hållbar och säker lösning.
– Spänningsfallet, det vill säga självurladdningen, är mindre än 0,5 V på 100 timmar, vilket är världsrekord för energilagring med organiska elektroder i vattenbaserad elektrolyt, säger Xavier Crispin.
Text: TOBIAS PETTERSSON
