Målet är att bromsa åldrandet – hos batterier

Din bärbara dator och din smarta telefon drivs av litiumjonbatterier. Detsamma gäller elfordon.

– Inom transportsektorn kommer litiumjonbatterier under överskådlig tid att dominera helt, säger Erik Berg, professor vid Institutionen för kemi - Ångström; Strukturkemi.

De här batterierna kan lagra mest energi per volym och vikt och deras livslängd är oslagbar – de ser ut att hålla lika länge som fordonen själva, det vill säga 20–25 år. Erik Bergs forskargrupp samarbetar med industrin för att utveckla litiumjonbatterierna ytterligare, både vad gäller livslängd och säkerhet.

– Forskningsprojekten bygger på fundamentala frågeställningar, som processer och material vi vet fungerar, men inte hur de fungerar, säger Erik Berg.

För att ta reda på det använder de modellsystem som separerar batteriets inre processer för att kunna detaljstudera en aspekt i taget. På så vis kan de förstå vad enskilda molekyler och atomer gör i systemen. Erik Bergs forskning blickar också framåt.

– Solceller och vindkraftverk är redan de billigaste energislagen vi har idag. Den stora utmaningen är att lagra energi, säger Erik Berg.

Också här fungerar litiumjonbatterier bra men kommer inte att bli tillräckligt kostnadseffektiva för att energilagring ska kunna slå igenom storskaligt. Därför studerar Erik Berg alternativa batterikemier som mangan-zink och järn-luft.

– Här handlar utmaningarna om livslängd. Ett järnluftbatteri håller bara i någon vecka.

På samma sätt som vi människor åldras till följd av mutationer i våra celler är det sidoeffekter i upp- och urladdningsprocessen som driver batteriers åldrande. Med hjälp av bland annat spektroskopier och mycket känsliga vågar försöker Erik Berg förstå hur åldrandet kan fördröjas.

– Om vi ska klara att få bukt med den globala uppvärmningen behöver vi jobba på flera plan. Att förbättra teknologin så att den blir mer hållbar än den är idag är en viktig komponent, säger han.

Medan Erik Bergs forskning fokuserar på batteriets insida finns det andra inom styrkeområdet Fossilfri energi som studerar system utanför batteriet.

– Vi har bra förutsättningar att koppla ihop enskilda komponenter som batterier med större system, vilket krävs för att göra framsteg. På så vis får både forskningen och undervisningen helhetsperspektiv.

Sigrid Asker