Mobiltelefon som varer en uke og elbil som går fra Oslo til Tromsø på en lading

Kategori: Forbruker

Batterier: AAA, AA og 18650 Foto: Eirik Solheim / NRK

Begge disse utopiene kom akkurat et hakk nærmere. Denne uken ble det publisert forskningsresultater som viser at vi er mye nærmere batterier som kan bli 5-10 ganger bedre enn dem vi har i dag.

Skjermoppløsning, prosessorkraft og kamerakvalitet. Telefonprodusentene kan mase så mye de vil, gi meg bedre batterikapasitet. Topphastighet, kjørekomfort og finesser. Det samme gjelder elbilen, gi meg bedre rekkevidde.

Litium. Et av de viktigste stoffene i dagens batterier. Foto: Jurii / Wikimedia Commons

Forskere og produsenter vet dette. Den som kan lage et batteri som er vesentlig bedre enn dem vi har i dag kommer til å vinne.

Og nå har forskere ved universitetet i Waterloo kommet et hakk nærmere. De har gjort vesentlige gjennombrudd i arbeidet med å klare å lage et batteri som baserer seg på litium og oksygen. Fra mobiltelefon via bærbar datamaskin til elbil, alle sammen drives av batterier basert på blant annet litium. Med fine forkortelser som for eksempel LiPo, Li-Ion og LiFe.

Enn så lenge er det litium som viser seg å være mest effektivt, også for forskerne i Waterloo. Men da i kombinasjon med oksygen. På sikt må vi også finne alternativer til litium, siden verdens tilgjengelige mengder av det stoffet begynner å minske. Likevel så vil et nytt og langt mer effektivt litiumbatteri om ikke annet utnytte litiumressursene vi har bedre.

Les også på NRKbeta: Batteriet alle har, men ingen har hørt om

Eksplosjoner og lav holdbarhet

Forkortelsene handler om kjemien inne i batteriet. Og den igjen avgjør mye av batteriets egenskaper. En viktig egenskap er hvor mye energi man klarer å lagre. Og da sett i sammenheng med vekt. Dersom du klarer å forske deg frem til noe som gjør at du klarer å lagre mye mer energi pr. kilo batteri er vi inne på noe spennende.

Men dette er ikke den eneste viktige egenskapen. Det hjelper ikke om du kommer løpende ut av laboratoriet og sier at du klarer å lagre dobbelt så mye energi, men at batteriet har en tendens til å eksplodere, at det tar fire uker å lade opp og at det ødelegger seg selv fra innsiden i løpet av en uke.

Batterier må i tillegg til å lagre mye energi pr. kilo også være stabile, tåle kulde, la seg lade fort osv.

Lett som luft

En av de mest spennende batteriteknologiene det blir forsket på for tiden er såkalte litium-oksygen-batterier, eller bare «litium-luft». Laboratorieforsøk har vist at denne kombinasjonen kan gi batterier med vesentlig lavere vekt og høyere energitetthet. Men så langt har forsøkene skapt ustabile batterier hvor kjemien ødelegger seg selv fra innsiden.

Gjennombrudd

Men nå har forskere ved universitetet i Waterloo gjort et gjennombrudd som kan føre til stabile litium-oksygenbatterier. Phys.org melder at forskerne har publisert lovende resultater i Science denne uken. Ved å endre på kjemien inne i batteriet og også øke temperaturen har de klart å lage et stabilt batteri med denne nye sammensetningen.

Vi kommer ikke til å få se disse batteriene i biler eller mobiltelefoner med det aller første. Men dette er et område som er særdeles attraktivt og som har høy fokus. Gjennombrudd som det de nå har gjort i Waterloo vil aksellerere utviklingen.

Vi gleder oss. Både mobiltelefon og elbil som bare trenger å lades en gang i uken? Ja takk!

28 kommentarer

    • Jeg har en helt vanlig smartphone, Samsung S7 Edge, med masse muligheter som jeg overhodet ikke bruker. Telefonen er bare for de som insisterer på sende meg SMS om alt og ingenting, og en sjelden gang spør hvor jeg er. Jeg har som regel WiFi og BT slått av.

      99% av tiden kunne jeg klart meg med min fordums Nokia 3210 (selv uten Snake!)… Jeg hadde et prosjekt med behov for en smartfon, det er over for lenge siden, men nå har jeg denne S7’en, da!

      Jeg pleier å lade telefonen hver helg, om det er behov for det eller ikke. Bare hvis jeg ikke har klart å stopper k… på en eller annen telefonselger, alternativt hvis jeg blir oppringt av en av disse med ekstrem aksent «We tell you that your PC has a virus. We will help you remove it. Do exactly as I tell…» – da hender det at jeg jatter med en halvtime eller mer, bare for å oppta tiden hans. Da kan det hende jeg må lade opp før uka er ute.

      Nei, jeg bruker slett ikke mobilen i utide. Og da holder den godt i en uke.

  1. Vi har vel allerede en telefon som holder opp mot en uke. Ulephone power 5.
    Tek.no testet den og hadde 10% batteri igjen etter dag 5 med bruk daglig til surfing, bilder, spilling, streaming osv.

    Men ja selfølgelig spennende med ny teknologi som kan få dette i en mobil med mindre utpregende batteri.

    Svar på denne kommentaren

  2. Frem til vi har denne mytiske teknologien i hende kan du anse den som et rent luftslott.

    Hvor mange batteri-gjennombrudd har en skrevet om siden midten av 80-tallet? Hvor mange har ført til noe annet enn den samme trauste lineære økningen vi har hatt siden 80-tallet? Ingen.

    Jeg ønsker det gjerne velkommen, men en 5-10x økning er helt usannsynlig 🙂

    (Og tittel på NRK.no er ren clickbait)

    Svar på denne kommentaren

    • Du ser vel litt for negativt på det. Vi har hatt mer enn ett kvantesprang i batteri-teknologi. Fra bly til NiCd var et vesentlig kvantesprang – ikke minst i kapasitet pr kilo! Videre til NiMh var ikke like stort, men det neste til, til LiIon, var defintivt et stort skifte.

      Det som kanskje «lurer» deg er at når en ny teknologi introduseres har den kanksje et potensiale på det femdobbelte av den forrige teknologien – men langt fra hele potensialet er tatt ut i de aller første produktene på markedet. Faktoren på fem vises først etter årevis med fintrimming og blankpussing av tekonologien – for å si det sånn: Først når neste generasjon banker på døra. Det aller første av den nye generasjonen er ikke fem ganger bedre enn det aller beste av den forrige; det er det som blir det aller siste av den nye generasjonen som er fem ganger bedre.

      Nsturligvis skal vi lese «teoretisk potensiale» som «teoretisk potensiale». Det kan være ekstremt dyrt å utnytte den aller siste rest, selv om det kan være mulig. Ofte er det ikke regningssvarende, eller det kan stå andre ting i veien, f.eks. kompatibilitet med annen utstyr.

      For de som er gamle nok til å huske kompaktassetter og «metallbånd»: Da de ble først demonstrert, med samtlige parametere som forbebetoning og magnetisk feltstyrke osv super-optimalisert for disse båndene, fikk du 20Hz-20kHz og 60dB S/N ved 15/16″/s hastighet – halvparten av standard. Men ingen stdandard spiller kunne avspille båndene riktig. Alle signalparametere måtte endres slik at vi kunne bruke standard spillere (ihvertfall for avspilling), og da ble metall-båndene bare litt bedre enn krom-bånd, som var mye billigere (og metallbånd floppet i markedet, tross mye høyere potensiale).

      For å ta et eksempel andre veien: Selv om en analog telefon-kanal har et potensiale til å overføre 34 kbps, startet de første modemene på 110 bps; 300 bps var «høyhastighets-modem». Snart kom 1200 bps, få år senere var 9600 bps standard. ISDN med 64 kbps (evt. 2*64 kbps) begynte å komme, men fortsatt ble analog-modemer videreutviklet, og nådde 33,6 kbps av et teoretisk potensiale på 34 kbps.

      OK, det er litt juks her… 34 kbps var antatt minimumskravet på 30 dB S/N, og du oppnådde aldri 33,6 kbps om du ikke hadde lavere støynivå. Likevel: Analoge modemer kom ekstremt nær det teoretiske potensialet, 300 ganger hastigheten på første modemene.

    • Stian E (svar til Stian E)

      @keal: som er nettopp denne trauste trofaste lineære økningen jeg snakker om. Det skjer aldri hopp, ny teknologi tar over ca der hvor gammel har nådd toppen.

      At vi er «veldig nær at mobilen bare må lades en gang i uken» fra forsidetittel er langt fra realiteten 🙂

  3. Netflix har en film som viser en ferdig ny teknologi, med lithium som basis, men med en ny kjemi, det interessane er at batteriene nå IKKE kan brenne, ja lat er bedre 🙂 Luftslott, NEI !

    Svar på denne kommentaren

  4. Har allerede en mobiltelefon som varer en ukes tid ved hyppig bruk, men i motsetning til de fleste er dette dog en mobiltelefon i stedet for en datamaskin med en app for å ringe…

    Det er lenge siden det er slått fast at smarttelefonen ikke er smart og heller ikke bidrar til å gjøre folk smartere. Jo mindre man bruker hukommelsen, jo fortere forringes den.

    Ei heller har jeg funnet ut at det er særlig smart å basere store deler av livet sitt på teknologiske «nyvinninger» med stor sårbarhet. Derfor har jeg en datamaskin som fungerer som en datamaskin og en mobiltelefon som fungerer som telefon og har gjort det siden 2005.

    Tenk alle pengene jeg har spart 🙂

    Svar på denne kommentaren

  5. «På sikt må vi også finne alternativer til litium, siden verdens tilgjengelige mengder av det stoffet begynner å minske.»

    Vel, strengt tatt ikke: Litium er et ganske vanlig grunnstoff i jordskorpa. Det som er problemet er å utvinne det: Det er få steder så konsentrert at det med dagens priser er lønnsomt å utvinne det. Går etterspørselen opp, vil prisene stige, og da kan det bli åpnet gruver som idag ikke er drivverdige.

    Antagelig vil vi være flinke til å gjenvinne litium fra brukte batterier. Brukte litium-batterier er ikke det rette til å verken kaste på sjøen eller på bålet 🙂

    Svar på denne kommentaren

    • nicolai imset (svar til keal)

      Regnet akkurat på mengde litium i havet.

      i havet er det 183 microgram pr liter havvan.

      Det tilsier 24 866 539 000 000 KG litium i havet. (tallet er avrundet da kalkulatoren min og start tallene 183microgram pr liter (183 gram pr 1000 tonn) og 326 000 000 cubic miles (av alle ting) tydeligvis ikke er nøyaktig nok).

      Det er også muligheter for feil med en 0 i en eller annen retning, men ser ikke ut til å skulle gå tomt med det første, kanskje vanskelig å utvinne alt, men det finner de garantert ut av.

  6. Min gjetting: Så lenge vi er på LiIon vil ikke elbilen få noe stort internasjonalt gjennombrudd. Heller ikke strømlagring fra solceller for å gjøre husholdningene uavhengig av lysnettet.

    Vi er såpass nær det vi har behov for at jeg tror neste batterigenerasjon kan gi oss det. Kanskje det blir litium-oksygen, kanskje noe helt annet. Men dagens LiIon holder ikke.

    Svar på denne kommentaren

  7. Har noen giddet å klikke igjennom til phys.org? Der står det at resultatet gjelder når batteriet brukes ved 150˚ C, hvis jeg forstår artikkelen riktig. Ikke særlig praktisk for elbiler eller mobiltelefoner?

    Svar på denne kommentaren

    • Når en tenknologi er på forsknngsstadiet er det ganske vanlig at «konseptprototyper» opererer under forhold som er helt urealistiske for et kommersielt produkt. Det er ikke snakk om produkt-prototyoper, men å bekrefte eksperimentelt at teorien holder vann.

      Ellers er 150 grader ikke varmt! En sigrarett-glo er over 200. Du handterer greit stekeplater som kommer ut av en 300 grader varm stekeovn. Kan vi få innelukket, skjermet, det som er upraktisk varmt å handtere direkte, kan det være fullt anvendelig i praksis.

    • Kalle (svar til Kalle)

      Slik jeg skjønte artikkelen, ville effekten de brukte til å få batteriet mer effektivt ikke virke under 150 grader. Nå kan det jo tenkes at denne grensen kan minskes i framtiden, men man er jo ganske langt unna å revolusjonere batterier da.

      En ting er om man kan skjerme temperaturen, et helt annet tema er jo om ikke vinningen går opp i spinningen hvis man må varme opp batteriet så mye over omgivelsestemperaturen. I en bil vil man kanskje kunne bruke varme fra elmotorer, men i en telefon vil man få store problemer med å ikke ødelegge elektronikken, som ikke tåler mer enn 50-70 grader.

      Generelt ropes det litt for mye ulv om nye batteriteknologier fra journalister som ikke har sjekket opp elementære praktiske problemer med teknologiene det forskes på. Forskerne ønsker selvfølgelig publisitet, og det kan være god forskning, men lar det ikke seg masseprodusere til en ok pris, med gode egenskaper basert på materialer som vi har grei tilgang på, så kommer det ikke til å ha praktisk innvirkning på hverken telefoner eller elbiler.

    • Nå man viser fram en fungerende prototyp som kan undersøkes og reproduseres av alle som ønsker, og som er undertstøttet av teoretiske modeller, da har man kommet vesentlig lengre enn det som bare er løsprat uten verken teori, dokumentasjon eller innsyn i demo-modellen.

      Dessuten er det forsjell mellom de som ikke legger skjul på at dette er grunnleggende forskning for å slå fast om noe er mulig, og de som sier: Betal oss masse penger så skal dere få den første produktmodellen så snart vi får den ferdig.

    • Christian Herø (svar til Bjørnar)

      Jeg tolker din kommentar som et sleivspark, en ironisk kommentar.

      Fusjonskraft ligger nok litt lengre frem i tid. Prototype kjører vel i gang i 2025 i Frankrike.

      Så ja like om hjørnet er ikke sant. Men tid fra forskning til marked går raskere og raskere. Ny forskning bygger på hverandre.

      Jeg kan ikke vite men mistenker at du ser bakover og tenker teknologisk utvikling som linjær, men som i realiteten er mer logatritmisk. Tenk hockeystick, og vi «er» nede der den skal til å knekke oppover. Det blir spennende.

    • For mitt tilsvar til Bjørnar antok jeg at han refererte til «kald fusjon»-folkene som gjerne kaller det de driver med for «LENR» (Low Energy Nuclear Reactions), med en prototype de kaller E-Cat.

      Disse folkene har i omlag ti år kommet sånn ca annethvert år med tsunamier av pressemeldinger og diverse annen media-aktivitet der de forteller om alle sine vellykkede demoer og de nye prøvekundene som i løpet av seks måneder skal få det første operative kraftverket, om den store interessen fra NASA, de nye patentene de har fått innvilget etc. etc. etc.

      Det er alltid rett før den virkelig store releasen, og fram til den må de dessverre holde visse detaljer tilbake. Kundene har underskrevet taushetserklæringer, og under E-Cat-demoene får ingen utenforstående følge med på oppsettet helt fra start til slutt og se alle detaljer om hva som skjer – f.eks. hva de putter inn i «reaktoren», og hva som er igjen når demoen er over.

      Dette er reinspikka humbug-fusjon.

      Seriøse fusjons-forskere er i en helt annen gate, og distanserer seg sterkt fra LENR / kald-fusjon-folkene. (Dvs. jeg tror ikke engang de finner det bryet verd å eksplisitt distansere seg fra dem…) Seriøse fusjons-folk vet at hvis de lykkes, ligger det mange år fram i tid, og de forsøker ikke å gi inntrykk av noe annet.

      Men det gjør LENR-folkene. Derfor er jeg ganske sikker på at det var disse Bjørnar tenkte på.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *. Les vår personvernserklæring for informasjon om hvilke data vi lagrer om deg som kommenterer.