Gå til innhold

Superbatterier med Elkem-silisium

_dsc4918_web
De første elbilene som drives av batterier med silisium fra Elkem kan være på veien om tre-fire år, tror forskningsdirektør Ragnar Tronstad og viser fram en vareprøve.

– Snart får vi elbiler som går like langt mellom hver lading som dagens drivstoffbiler kan kjøre mellom hver fylling.

Det tror Ragnar Tronstad, forskningsdirektør i Elkem Technology i Kristiansand. Elkems forskningsmiljø i Kristiansand og deres samarbeidspartnere er sentrum for landets største satsing på en batteriteknologi som kan revolusjonere effekt og rekkevidde til elbiler. Nøkkelen er en nyutviklet silisiumkvalitet, Silgrain® e-Si, som kan gi superkrefter til litium-ion batterier.

– Vi vet at silisium har ekstremt gode egenskaper i forhold til å lagre strøm. I teorien kan et litium-ion batteri med en anode av silisium få 10 ganger høyere effekt enn dagens batterier med anode av grafitt. Men det er mange utfordringer som må løses først; blant annet blir silisium ustabilt når det tilføres energi. Dette jobber vi må med, sier Tronstad.

Han tror produksjon av silisium til bilbatteri-industrien kan bli et større marked for Elkem enn solcelle-silisium er i dag.

Dobbel rekkevidde
Salget av elbiler har eksplodert i Norge de siste par årene. Utfordringen har vært batterikapasiteten. Første generasjons elbiler gikk kun 10-12 mil mellom hver lading. Dagens elbiler klarer gjerne 20 mil eller mer, mens Tesla skilter med opp mot 50 mil, takket være en stor og tung batteripakke som er tilpasset en stor bil.

Nå pågår det en intens forskning verden over på superbatterier som kan kurere rekkeviddeangsten en gang for alle. Ladningskapasiteten på elbilbatterier skal opp, uten at batteriets vekt og volum øker tilsvarende. Da vil både små og store elbiler klare 50-60 mil eller mer mellom hver lading. De fleste er enige om at silisium er en del av løsningen. Tronstad og Elkem-forskerne mener de har et fortrinn i kappløpet.

– Elkem har jobbet med silisium i mange tiår, og kjenner materialets egenskaper godt. Vi har nylig utviklet en ny og langt mer kostnadseffektiv produksjonsmetode for superrent silisium til solcelleindustrien. Nå utvikler vi en silisiumkvalitet tilpasset batterier som kommer til å bli meget konkurransedyktig. Jeg er overbevist om at Elkem blir en betydelig leverandør av silisium til en raskt voksende batteriindustri, sier Tronstad.

Ekspanderer
En anode bestående av silisium utvider seg opptil fire ganger når batteriet tilføres strøm. Dette fører til at batteriene tåler færre ladninger enn ønskelig. Dette må forskerne finne nye løsninger på.

– Vi arbeider med å finne et anodekonsept som tar hensyn til denne utvidelsen og dermed løser utfordringen med ladesykluser. Et bilbatteri må klare minst 2-3000 ladesykluser i sin levetid. I dag er vi oppe i rundt 1200 ladinger i småskalaeksperimenter, sier Tronstad.

Han er overbevist om at batteriindustrien står foran en eventyrlig vekst. Mer effektive batterier vil revolusjonere transportindustrien både på landeveien og til sjøs. I tillegg vil smarte strømnett åpne et marked for store batteripakker til boliger, som magasinerer sol – og vindkraft og kan lades over nettet på tidspunkter hvor strømprisen er lav.

– Batteriene vil spille en viktig rolle i det grønne skiftet og det vil Elkem være med og bidra til, sier Tronstad.

Tekst og foto: Eirik Vigsnes

 

Fakta

  • Elkems batteri-forskning startet i 2010. Samarbeidspartnere i dag er Institutt for Energiteknikk på Kjeller (IFE), forskningsinstitusjonen Sintef og et italiensk forskningsinstitutt.
  • Et nytt prosjekt startet i 2015. Det har en kostnadsramme på et tosifret millionbeløp og støttes av blant annet Norges Forskningsråd og Sørlandets Kompetansefond.
  • 60 prosent av verdens batteriproduksjon skjer i dag i Japan og Sør-Korea. Det er ventet stor vekst i årene som kommer.
  • Elkem mener de kan produsere silisium til batteriindustrien med 80 prosent mindre kraftbehov enn konkurrentene.
  • Bilbatterier med anode bestående av silisiumkomponent vil få lavere vekt per kWh.

 

 

 

 

 

Kategorier

Forskning

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut /  Endre )

Google-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google konto. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut /  Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut /  Endre )

Kobler til %s

%d bloggere like this: