Forskare har löst problemet med syrgas i batterier
Dold syrgas gör att natriumjonbatterier inte håller laddningen så bra som de borde. En upptäckt från Uppsala universitet har öppnat för nya material som kan ge framtida batterier betydligt högre och stabilare spänningar än tidigare.
Natriumjonbatterier är ett exempel på så kallade ”nästa generation batterier”. Det är batterier som undersöks och utvecklas till följd av den begränsade tillgången på litium och andra ämnen i litiumjonbatterier. Natriumjonbatterier baseras på samma teknik som litiumjonbatterier, med skillnaden att man bytt ut litium mot natrium. I framtiden kan dessa nya typer av batterier användas i fordon istället för litiumjonbatterier.
Ett viktigt mål inom batteriutveckling är att öka batteriernas energitäthet. Det har man försökt åstadkomma på natriumjonbatterier genom att använda elektrodmaterial som tillåter högre spänningar. Det har lett till att syrgas uppstått, vilket i sin tur resulterat i en reducerad mängd användbar energi. Nu har forskare vid Uppsala universitet, University of Oxford och Diamond Light Source hittat en lösning på problemet.
Allt föll på plats när kollegorna vid University of Oxford kunde ta fram ett nytt material som visade sig vara mycket bättre på att bibehålla batterispänningen trots att det skiljde sig väldigt lite i sammansättningen från det tidigare materialet. Simulationsberäkningar hjälpte då till att spåra orsaken: det är materialens kristallstrukturtyp som är avgörande för den dolda syrgasbildningen. Det tidigare använda materialet, med så kallad honeycomb structure, kan fånga syremolekyler medan det nya materialet har en ribbon structure med mindre hålrum som inte ger upphov till dold syrebildning.
– Det här kommer förmodligen ha stor betydelse för den fortsatta utvecklingen av forskningsfältet. Nu vet vi att dold syreutveckling kan vara ett problem och att man ska undvika material av viss kristallstrukturtyp, säger Laurent Duda, universitetslektor vid institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet.