Forskare vid Linköpings universitet utvecklar miljövänliga batterier
Forskarna vid Linköpings universitet har tagit fram en ny typ av batteri som är både flexibelt och tillverkat av miljövänliga material. Tekniken öppnar för innovationer inom kroppsnära elektronik, till exempel elektronisk hud och smarta kontaktlinser, enligt forskningsassistenten Aiman Rahmanudin.
Flexibla batterier för framtiden
"Tänk en smartphone som ett tunt plåster på huden. För att det ska bli möjligt måste även batteriet vara mjukt och flexibelt. Ofta släpar batterier efter den övriga elektronikutvecklingen", säger Aiman Rahmanudin. Det nya batteriet har en trögflytande vätska inuti, ungefär som tandkräm, i stället för hårda delar som i vanliga batterierna. Enligt Aiman Rahmanudin kan batteriet dras ut till dubbla den ursprungliga storleken utan att det slutar fungera.
Prestandan förbättras när det töjs ut
"Prestandan förbättras till och med när det töjs ut. Precis som vatten anpassar sig efter formen på en kopp kan batteriet formas efter behov", säger Aiman Rahmanudin. Hittills har forskarna testat batteriet genom att driva en led-lampa, men nästa steg är att använda tekniken i befintlig bärbar teknik. För att det ska bli verklighet behöver flera problem lösas.
Utmaningar och möjligheter
En av de största utmaningarna är batteriets livslängd. Dagens prototyper klarar upp till 500 laddningar, jämfört med upp till 10.000 för vanliga litiumjonbatterier, enligt Aiman Rahmanudin. "Vi kan förmodligen redan nå upp till 1 000 laddningscykler, men att testa batterier är tidskrävande", säger han. Batteriet använder lignin, en träbaserad restprodukt från pappersindustrin som aktiv komponent. I dag används lignin främst som bränsle, men Aiman Rahmanudin ser stor potential i att använda restprodukten i batteritillverkning.
Framtiden för flytande batterier
"Om vi kan använda lignin effektivt i batterier ökar det möjligheterna att ersätta farliga jordartsmetaller, som både är svåra att få tag på och har stor miljöpåverkan", säger Aiman Rahmanudin. För att batteriet ska fungera i mer avancerad elektronik, som mobiltelefoner, behöver spänningen bli högre. I dag ger prototyperna bara omkring en volt, vilket är för lite. Forskarna testar därför nu att kombinera lignin med metaller som zink och mangan, som enligt Aiman Rahmanudin är mer hållbara och lättillgängliga än litium och kobolt.
Tidiga framsteg men långsiktig potential
Trots framstegen är de flytande och töjbara batterierna fortfarande i ett tidigt skede av forskningen. Enligt Aiman Rahmanudin kommer det att dröja innan de kan konkurrera med litiumjonbatterier i kommersiella produkter. "Om tekniken fungerar i labbmiljö de närmaste åren kan det bana väg för vidare utveckling. Men det dröjer sannolikt uppåt 10 år innan vi ser flytande batterier i handeln", säger han. Studien finansierades av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse genom Wallenberg Wood Science Center och Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, Vinnova, Energimyndigheten, Zenith Career Program vid Linköpings universitet samt regeringens strategiska satsning på avancerade funktionella material vid Linköpings universitet.
