Kalium-ion kan utfordre litium-ion-batterier
Forskere ved universitetet i Oregon, USA, har snudd opp ned på en dogme ved å vise at det er mulig å få kalium til å virke med grafitt i et kalium-ion-batteri. Oppdagelsen kan utfordre og være et bærekraftig alternativ til litium-ion.
Denne artikkelen er 2 år eller eldre
Litium-ion er i dag allestedsnærværende i alt fra mobiltelefoner og bærbare PCer til elbiler. Men det kan komme et alternativ som er basert på materialer som er lett tilgjengelig og koster mindre.
Nå er det vist at kalium-ion er mulig, og sist det ble vist mulig var så tidlig som i 1932.
– I flere tiår har man antatt at kalium ikke vil virke sammen med grafitt eller andre karbonanoder i et batteri, sier Xiulei Ji, hovedansvarlig for studien og assisterende professor i kjemi ved College of Science ved Oregon State University (OSU).
– Antakelsen er feil, sier Ji. – Det er sjokkerende at ingen har sett på dette i løpet av 83 år.
Tidsskriftet til American Chemical Society har publisert oppdagelsen, som ble finansiert av det amerikanske energidepartementet og utført i samarbeid med forskerne Zelang Jian og Wei Luo ved OSU.
Forskerne mener at oppdagelsen har stor betydning, fordi det åpner for nye batterialternativer som vil virke med veletablert og rimelig grafitt som anode, eller høyenergireservoarer av elektroner. Litium klarer dette, siden ionene beveger seg over til grafitten og skaper elektrisk strøm.
Selv om litium fungerer bra med en karbonanode, er det et relativt sjeldent materiale. Man har funnet at det finnes i kun 0,0017 prosentvekt på jordens overflate. Derfor er det også relativt dyrt og er dessuten vanskelig å resirkulere. Forskerer har ikke klart å oppnå samme ytelse med andre, rimeligere materialer, som sodium, magnesium eller kalium.
– Problemet med litium er at det ikke er særlig økonomisk. For de fleste produkter gjelder jo at flere du lager, jo billigere blir det. Når det gjelder litium kan tilfellet bli motsatt i nær fremtid, derfor må vi finne et alternativ, sier Ji.
Og alternativet kan være kalium. Grunnstoffet er 880 ganger mer tilgjengelig på jorda. De nye funnene viser at det fungerer effektivt med grafitt eller myk karbon i anoden i et elektrokjemisk batteri. Men, akkurat nå har det ikke den samme ytelsen som litium-ion, men forbedringer i teknologien bør gjøre forskjellen mindre, mener forskerne.
– Det er trygt å si at energitettheten i et kalium-ion-batter kanskje aldri blir større enn i et litium-ion-batteri, men de kan ha lang levetid, høy effekt, være mye billigere, og kunne utnytte eksisterende produksjonsprosesser for karbonanodematerialer, sier Ji.
Universitetet søker nå støtte til mer forskning og hjelp til å kommersialisere teknologien.
Kilder: microwave-eetimes.com, www.orst.edu
