Energilagring – nødvendigheden af bedre batterier


 

Batterier anvender elektrokemiske reaktioner til at lagre elektrisk energi til senere brug. De er lavet af to elektroder: En negativ pol (katode), en positiv pol (anode) og en elektrolyt.

Sammenholdt med fossile brændstoffer lagrer batterier mindre mængder energi i forhold til vægt eller materialemængde. Dette forhold og omkostningen, tilgængeligheden af råmaterialer og en relativt langsom genopladning er nogle af de væsentligste udfordringer, som batteriteknologien står over for i dag.

Lithium-ion-batterier er i øjeblikket den gyldne standard for lagring af elektricitet. De anvendes i en række apparater, herunder mobilelektronik og elbiler. Den fremtidige brug af batterier i disse apparater vil nødvendiggøre større lagringskapacitet og hurtigere genopladning samt lavere omkostninger.

Nanomaterialer kan medvirke til design af bedre batterier ved at give bedre materialer til katoder og anoder. Den store overflade hos nanomaterialer som f.eks. grafen medvirker til at øge kontakten mellem katoder, anoder og elektrolytten, hvilket gør det muligt at lade batterierne hurtigere.

Kulstofnanorør kan anvendes til at skabe stærke og varige elektroder med høj mekanisk integritet, samtidig med at deres fleksibilitet bevares. Forskerne anvender også nanomaterialer til at mindske slitage inde i batterierne og sikre, at de bevarer deres kapacitet over mange genopladninger.

Nanomaterialer kan også bidrage til at gøre andre batteriteknologier end lithium-ion-batterier økonomisk og teknisk levedygtige. Batteriteknologier afhænger af store mængder råmaterialer, og derfor kan natrium-ion-batterier være en hensigtsmæssig erstatning, da natrium findes i større mængder end lithium.