Behovet på batterier ökar allt mer i takt med att samhället ställer om bort från fossila bränslen. Eftersom material som litium och kobolt är dyrbart har forskare vid Chalmers tekniska högskola tittat på andra alternativ.
Det alternativet är natriumjonbatterier med koksalt och biomassa från skogsindustrin som huvudsakliga materialet i batterierna. Nu visar forskare från Chalmers att dessa har en likvärdig klimatpåverkan som litiumjonbatterier utan svårigheter på att få tag på råvarorna.
− Materialen vi använder i framtidens batterier kommer att vara viktiga för att kunna ställa om till förnybar energi och fossilfri fordonsflotta, säger Rickard Arvidsson, docent i miljösystemanalys vid Chalmers.
Enligt forskarna är rätt väg framåt att utforska alternativa batteritekniker med en god tillgång på råvaror för att möta upp den allt mer växande efterfrågan. Genom att använda sig av material med god tillgång minimerar man också riskerna för leveransavbrott.
− Litiumjonbatterier är på väg att bli en dominerande teknik i världen och den är bättre för klimatet än fossilbaserad teknik, i synnerhet när det gäller transporter. Men litium innebär en flaskhals. Man kan inte producera litiumbaserade batterier i samma takt som man önskar producera elbilar, och fyndigheterna riskerar att bli utarmade på lång sikt, fortsätter Rickard Arvidsson.
Tror på natriumbatterier
Utvecklingen av nya batteritekniker går snabbt framåt och batteritillverkarna tävlar om längre hållbarhet, högre energitäthet och enklare produktion. Forskargruppen på Chalmers valde att titta på natriumjonbatterier.
De innehåller natrium istället för litium och är ett mycket vanligare ämne som exempelvis finns i koksalt. I en så kallad livscykelanalys av batterierna har man undersökt dessa miljöpåverkan och materialåtgång vid råvaruutvinning och tillverkning.
Forskarna kom fram till att natriumjonbatterier är mycket bättre än litiumjonbatterier när det gäller påverkan på mineralresurser, och likvärdiga när det gäller klimatpåverkan. Beroende scenario hamnar de på mellan 60 och strax över 100 kilo koldioxidekvivalenter per kilowattimme teoretisk lagringkapacitet. Något som är betydligt lägre än vad tidigare studier visat.
Natriumjonsbatterier skulle redan idag kunna användas för stationär energilagring i elnätet. Med fortsatt utveckling tror teamet också att de kan lämpa sig för elbilar i framtiden.
Den största fördelen är att materialen i natriumjonbatterierna förekommer rikligt över hela jorden. Katoden har natriumjoner som laddningsbärare, och anoden kan bestå av hårt kol som kan tillverkas av biomassa från skogsindustrin.
− Batterier baserade på rikligt förekommande råmaterial skulle kunna minska geopolitiska risker och beroenden av specifika regioner, både för batteritillverkare och länder, avslutar Rickard Arvidsson.
