Tiden det tar å lade opp batteriet, er fortsatt en flaskehals for elbiler. Men nå har ingeniører ved Cornell University funnet en ny ingrediens som kan få fart på sakene.

Nemlig det sjeldne grunnstoffet indium. Med dette metallet på en av polene kan det nye batteriet lades opp på fem minutter.

Anders Brennhagen, som forsker på batterier ved Universitetet i Oslo, synes forsøkene i den nye studien er overbevisende, selv om grunnstoffet har noen åpenbare svakheter.

Dagens batterier inneholder gråblyant-materiale

Indium er mykt, sølvhvitt metall, som allerede brukes i mobilskjermene våre.

Men hva er det med dette stoffet som gir så rask lading? For å svare på det må vi først ta en titt på batteriene som brukes i alt fra mobiler til elbiler i dag.

Nemlig litium-ion-batterier. 

Prinsippet i disse batteriene er at elektrisk ladede litium-ioner vandrer fra én pol til en annen når du bruker det.

Og så tvinges ionene tilbake igjen til motsatt pol når du lader det opp. Denne polen er ofte laget av grafitt i kommersielle batterier. 

Altså det samme materialet som er i gråblyanten.

Erstatter grafitt med indium

Men grafitt har noen svakhet som begrenser hvor fort batteriet kan lades.

Det tar nemlig lang tid for litium-ionene å trenge inn i materialet, forklarer Brennhagen.

Hvis ladingen går for fort, hoper derfor litium seg opp på utsiden av polen. Da kan det bli til et fast lag av litium-metall istedenfor ioner som beveger seg inn i grafitten.

I den nye studien har forskerne erstattet gråblyant-materialet med indium.

 Tyngden er en ulempe

Det myke metallet kan nemlig ta til seg litium-ioner mye raskere enn grafitt.

– Man kan nok helt fint lage et batteri som kan lades på fem minutter basert på dette, sier Brennhagen.

Samtidig er det langt fra laboratoriet til et elbilbatteri.

For det første kan det dukke opp uventede problemer hvis batteriet skal oppskaleres.

Indium er også et sjeldent metall. Altså er det en knapp ressurs på jorda.

• Les også:  Hva skjer om vi ikke får kjøpt svært viktige metaller av kineserne?

Og for det tredje har metallet en tydelig ulempe.

– Indium er ganske tungt, sier Brennhagen.

Tunge batterier er ikke akkurat det bilindustrien er ute etter.

Foreslår små batterier med lading i veibanen

Men forskerne bak studien tror prinsippet kan inspirere andre.

Kanskje går det an å lage materialer med lignende egenskaper som ikke veier så mye?

En av forskerne bak den nye studien, Lynden Archer, foreslår å bruke kjemiske modeller på datamaskinen til å finne hva slike materialer kan være laget av. 

Kunstig intelligens kan muligens også hjelpe til, sier han i en pressemelding.

Archer ser for seg at et hurtigladende batteri kan ha flere fordeler.

Elbiler kan for eksempel ha et mye mindre batteri enn i dag, hvis vi bygger veier som lader det opp mens du kjører.

Referanse

S. Jin mefl: Fast-charge, long-duration storage in lithium batteries, januar 2024. Sammendrag.