Nye batteriteknologier utfordrer litium

Den globale etterspørselen etter batterier øker ettersom verden ser ut til å raskt elektrifisere kjøretøy og lagre fornybar energi. Litiumholdige batterier, eller såkalte litium-ion batterier, brukes vanligvis i elbiler og er en viktig forutsetning for all småelektronikk. Men disse batteriene kan være vanskelige å resirkulere og krever enorme mengder energi og vann å utvinne. Derfor leter bedrifter febrilsk etter mer bærekraftige alternativer som kan bidra til å drive verdens overgang til grønn energi.

- Å resirkulere et litium-ion batteri bruker mer energi og ressurser enn å produsere et nytt batteri, og forklarer hvorfor bare en liten mengde litium-ion batterier resirkuleres, sier Aqsa Nazir, en postdoktor ved Florida International Universitys batteriforskningslaboratorium til BBC.

Noen frykter også at det etter hvert skal bli mangel på litium. I 2020 ble litium oppført av EU som et «kritisk råmateriale» og behovet for alternativer er stort.

Batterirevolusjon i Australia

I Australias Yarra Valley hjelper ny batteriteknologi med å drive landets boligbygg og kommersielle virksomheter – uten å bruke litium. Disse batteriene er avhengige av natrium – et element som finnes i bordsalt – og de kan være enda et skritt i jakten på et virkelig bærekraftig batteri.

- Natrium er en mye mer bærekraftig kilde for batterier. Det er allment tilgjengelig over hele verden, noe som betyr at det er billigere å hente og mindre vannkrevende å utvinne. Det trengs 682 ganger mer vann for å trekke ut ett tonn litium mot ett tonn natrium. Det er en betydelig mengde, sier James Quinn til Brann & Sikkerhet.

Quinn er administrerende direktør i Farradion, det britiske batteriteknologiselskapet som produserer natriumion-batterier for Yarra Valley forsyningsselskap Nation Energie. Faradions natriumion-batterier brukes allerede av energiselskaper over hele verden til å lagre fornybar elektrisitet.

- For å finne lovende alternativer til litiumbatterier, hjelper det å vurdere hva som har gjort litiumbatteriet så populært i utgangspunktet. Noen av faktorene som gjør et batteri godt, er levetid, kraft, energitetthet, sikkerhet og rimelighet, sier Quinn. 

Billigere og snillere for miljøet

Noen som også har tro på natriumbatterier, er Anders Brennhagen, Stipendiat.

– Natriumionebatterier kan bli et mer miljøvennlig alternativ til litiumbatterier. De kan også bli billigere og mer bærekraftige, sier Brennhagen

I jordskorpa er det mer enn 1000 ganger så mye natrium som litium, og natrium kan man finne overalt. Man blir ikke avhengig av de få landene som har mye litium. Brennhagen tror ikke natrium kommer til å erstatte litium, men at natriumbatteriene kan ha sine fordeler innenfor noen bruksområder.

– Litiumbatterier vil etter all sannsynlighet alltid ha høyere energitetthet enn natriumionebatterier, men det er ikke alltid du trenger det aller beste. Iblant har pris mye mer å si, og da kan natriumionebatterier være bra, sier Brennhagen.

Norske forskere er med på batterijakten

Selv om mange jakter det som kan bli morgendagens batterier, forskes det fortsatt verden over for å gjøre litiumbatteriene enda bedre og tryggere. Bare i Norge planlegges det nå å bygge minst tre store batterifabrikker som skal lage litium-ion batterier.

Størrelsen på batteriene er viktige og skaper viktige diskusjoner.

– I en elbil vil du ha god plass. Du vil at den skal kunne frakte deg og familien din også, ikke bare batterier, sier førsteamanuensis Alexey Koposov ved Kjemisk institutt.

På den andre siden av størrelsesskalaen, satses det også på store batterier. Dette henger tett sammen med at det satses på fornybar energi fra blant annet sol og vind.

– Det som kommer nå, er de virkelig store batterisystemene som kobles rett inn i strømnettet. Da er ikke størrelse og vekt lenger kritisk. Det skal bare være mest mulig kapasitet, sier Bakken.

Norge har tre fortrinn

Det er ikke lett å spå hvordan batterinæringen vil se ut om 10, 20 eller 30 år, og det hjelper ikke å lage verdens beste batteri hvis det ikke er mulig å lade det og fylle det med energi. Og selvfølgelig kunne hente energien ut igjen.

Men forskerne er ikke i tvil om at nye teknologier vil komme. Batteriforskningen er et av de fagfeltene der utviklingen går raskest akkurat nå.

– Det er veldig vanskelig å forutse gjennombrudd. Men det er så mange som jobber med dette nå, at jeg tror de vil komme. Jeg tror vi vil ha natriumionebatterier i bruk til stasjonær lagring om ti år. Da håper jeg at vi også vil ha litiumbatterier i fast form, sier Koposov.

Vebjørn Bakken tror det vil bli rom for ganske ulike type batterier.

– Jeg tror vi kommer til å se mange ulike nisjer her hvor det er ulike egenskaper ved batteriene som blir vektlagt. Dette er et enormt marked med mange forskjellige bruksområder, sier han.

Bakken tror også Norge kan finne en plass i dette markedet, og nevner tre fortrinn:

– Den største av dem er tilgangen på ren og fornybar elektrisitet, som flytende havvind og solenergi. Det andre fortrinnet er at vi har god plass. Batterifabrikker tar masse plass, rett og slett. For det tredje trenger de kjøling, og i Norge har vi generelt god tilgang til kjøling med vann, sier Bakken.