Har du en mobil på fickan? Då drar du nytta av de tre forskarnas upptäckter som belönas med 2019 års Nobelpris i kemi. Det handlar om batterier, som bygger på litiumjoner. De har gjort vår bärbara elektronik möjlig, liksom att lagra energi från sol och vind.
Publicerad:
- Jätteroligt att priset går till ett aktuellt forskningsområde, som också är viktigt ur ett hållbarhetsperspektiv när samhället ska ställa om till fossilfrihet, säger Daniel Brandell, professor i materialkemi vid Uppsala universitet.
Han koordinerar en av Europas ledande forskningsmiljöer när det gäller utveckling av batterier. Forskningen vid Ångström Advanced Battery Centre är uppbyggd runt litiumjonbatteriet. Att det är hett vittnar tillväxten om. För tio år sedan var de 20 personer, i dag är de 80.
Startade med oljekrisen
Upptäckten kom inte till över en natt, utan har vuxit fram genom gedigna forskningsinsatser under lång tid. En av pristagarna är 97 år och den äldsta som någonsin har fått Nobelpris.
Ur kriser föds möjligheter, brukar man säga. Så också i det här fallet, med oljekrisen på 70-talet som gjorde att en av pristagarna, Stanley Whittingham, utvecklade en metod som kunde leda till fossilfri energiteknik med litiumjoner. Men det batteriet hade sina brister.
John Goodenough tog batteriet ett steg till genom att använda koboltoxid i katoden, vilket banade väg för mer kraftfulla batterier. Akira Yoshino förfinade tekniken ytterligare, vilket gjorde att batterierna blev mindre och kunde laddas ett hundratals gånger innan de hade förlorat sin prestanda.
- Genombrottet kom 1991 då batteriet kom ut på marknaden och förändrade tillvaron för många människor, säger Daniel Brandell.
Många utmaningar
Nu jobbar hans forskargrupp med att utveckla batteriet ytterligare. Och utmaningarna är många.
- Vi tar fram nästa generations material för litiumjonbatterier. Litium har ett stort miljöavtryck och återvinningen behöver bli bättre. Vår roll är att designa innehållet så att de blir lättare att återvinna.
De tittar på nya batterikemi, bland annat som är natriumbaserade, liksom organiska material, svavelföreningar och biobaserade elektrolyter. I fordon är det fastfasbatterier med högre energitäthet som gäller.
Fokus ligger på hållbarhet, och då inte bara sett till miljö, säkerhet och ekonomi.
- Lika viktigt är social hållbarhet. Utvinningen av kobolt eldar på konflikter i centrala Afrika. Utmaningen är att minska mängden kobolt i fordonsbatteri till förmån för bland annat organiskt material, som än så länge inte är lika energitäta och stabila.
Rasande fart
Ångström Advanced Battery Centre samarbetar redan i dag med fordonsindustrin. Utbytet med industrin kommer att öka när Northvolt har kommit igång med sin tillverkning av batterier i Sverige.
Utvecklingen av batteriteknik går med rasande fart. De personbilar som ligger i täten går upp till 50 mil på en laddning, men då är batteriet stort.
- Om tio år tror jag att ett batteri av samma storlek går 50 procent längre, alltså 75 mil på en laddning, med samma batteristorlek. Även vid lagring av sol- och vindenergi behöver kapaciteten öka.
När får vi se de första elflygplanen i drift?
- Här krävs specifik batteriteknik, där vikten är kritisk. Säkerheten får man inte heller tumma på. Men räkna inte med att charterflyget till Kanarieöarna är elektrifierat om tio år. Det kan handla om små flygplan med plats för tio personer på korta sträckor, typ till över Östersjön till Finland.
Ännu ett tecken på att detta är ett hett forskningsområde är att battericentret i Uppsala har lyckats med sin finansiering. Några av bidragsgivarna är Wallenbergstiftelsen, European research council, Energimyndigheten, Vinnova, VR och Horizon 2030.
Palle Liljebäck
chefredaktör