Drømmer du om elbiler med eviglang rekkevidde, hus som kan lagre selvprodusert strøm eller fly som ikke forurenser? Da er batteriet løsningen. Forventningene er store til hvordan batteriteknologi skal revolusjonere verden. Så hva kan vi egentlig forvente oss?
Når man først skal begynne å utforske temaet «nyvinninger innen batteriteknologi» er det ikke helt unaturlig å se til elbil-bransjen først. Den økende kommersielle interessen for elbiler har vært drivende i utviklingen av batteriteknologi. Det investeres stadig mer for ikke å havne bakpå i det teknologiske kappløpet, så det er her mange gjennombrudd forventes å komme.
Forskere og teknologieksperter verden over jobber stadig med å utvikle batterier som har bedre kapasitet, er mer miljøvennlige og billigere enn det som finnes i dag. Allerede nå kan flere elbil-modeller suse av gårde i fem hundre kilometer før de trenger å lade. Flere produsenter, som for eksempel Toyota og Audi, varsler nå batterier som gir det dobbelte av dette, og betraktelig kortere ladetid.
Les også: Kan elbilen min lynlade
Faststoffbatterier kan sies å være en hellig gral innen batteriforskning. Det som er vanlig i dag, er litiumholdige batterier, eller såkalte litium-ion batterier. Et batteri er en pakke bestående av en eller flere celler, som hver har en positiv elektrode (katode) og en negativ elektrode (anode), en skillevegg (separator) og en elektrolytt. Ved å bruke forskjellige kjemikalier og materialer i disse komponentene kan man påvirke batteriets egenskaper, for eksempel hvor mye energi det kan lagre.
Forskjellen på faststoffbatterier og litium-ionbatterier, ligger i konsistensen på elektrolytten, som i dagens litium-ion batterier er flytende, mens den i fremtidens faststoff-batterier er fast.
Når den tyktflytende elektrolytt-væsken er borte forsvinner også behovet for «skillevegger» mellom de ulike cellene i batteriet, noe som gjør at man kvitter seg med unødig vekt og frigjør plass. På denne måten kan man pakke mer kraft på mindre plass. Resultatet er lenger rekkevidde.
I tillegg er faststoffbatteriene mindre brannfarlige, vil lade raskere og de har større termisk motstand. Når batteriene holder seg kaldere kan man redusere bruken av kjøling og andre energikrevende systemer.
Utviklingen av faststoffbatterier kan være begynnelsen på elektrisk trafikk også i luften. En forutsetning for el-fly er batterier med høyere energitetthet enn det som finnes i dag. Problemet med lettere batterier har imidlertid vært at de ikke kan levere nok elektrisitet til å få flyet på vingene.
Med ny forskning innen materialteknologi har forskerne kommet et skritt nærmere et batteri som kan benyttes i elektriske fly. Magnetiske nanopartikler og magnetfelter i litium-ion batteriene kan bidra til at elektrisitet kan leveres med tilstrekkelig kraft til å få et fly opp i lufta.
Dette er gode nyheter for den norske luftfartsnæringen. Avinor har tidligere varselet at deres mål er at den norske innenriksluftfarten skal være elektrifisert innen 2040.
Batterier kommer til ha betydning for mer enn transport. Også huset ditt kan få nytte av ny batteriteknologi når du skal lagre strømmen som produseres av solcellene på taket. Bedre og mer kostnadseffektive batterier gjør at det ikke er lenge før lagring av solenergi også kan bli lønnsomt i Norge.
Per i dag er batteriene såpass kostbare og strømmen såpass billig, at lagring av solenergi foreløpig er prosjekt uten særlig økonomisk vinning. Men dersom effekttariffer trer i kraft i løpet av noen år, kan regnestykket for hjemme-batterier se helt annerledes ut. Da vil det koste mye å bruke strøm i enkelte perioder, det vil si i de periodene alle bruker mye strøm.
Med et batteri kan du fortsette å ha bruksmønsteret ditt uten å tenke på økonomien. Du blir ikke straffet av effekttariffer og du bidrar til en bedre utnyttelse av det eksisterende strømnettet.
Strømleverandører, som Fortum, jobber også med å utvikle digitale løsninger som gjør det mulig å lagre overproduksjon av strøm virtuelt. Da kan strømmen du produserer og lagrer i juli, brukes til å betale for eksempelvis hurtiglading av elbilen i høstferien.
Les også: Slik får du et energieffektivt smarthus
Batteriteknologi og energilagring vil bli en stadig viktigere faktor for at folk flest skal få nok strøm når de trenger det. Mange forskningsmiljøer rundt i verden arbeider derfor med løsninger for økt batterikapasitet.
I Australia har Tesla installert verdens største litium-ion batteri med en lagringskapasitet på 129 megawattimer. Batteriet er koblet mot en vindmøllepark, og ifølge den britiske avisen Independent bidrar batteriet til å gjøre delstaten mer selvforsynt med rimelig strøm.
Store batterier er også nyttige i strømnett hvor man har mye fornybar energi. Et nett som distribuerer mye strøm produsert av sol eller vind, vil få problemer når det plutselig blir overskyet eller vinden løyer. Da vil batteriet være en nyttig buffer, som kan levere strøm tilbake til nettet i korte perioder når det trengs.
I Sverige har Fortum tatt i bruk nordens største batteri. På Forshuvud-kraftverket i Dalarna kan 5 MW batterier stabilisere effekten og dermed vannstanden i et vannkraftverk. Ideen med batteriet er å øke fleksibiliteten uten å måtte regulere vannstanden for mye. Batteriet kan bidra til stabil kraftforsyning i fra kraftverk med små reservoarer.
Ny lagringsteknologi er viktig for å utnytte fornybar kraft fra vind og sol til det fulle. Kraftnettet må ligge stabilt på en viss frekvens hele tiden. Denne kan bli sviktende når det bygges mer kapasitet innen ustabile kraftkilder som sol og vind. Fleksibiliteten batterilagring gir, vil derfor være avgjørende for at bruken av fornybare energikilder fortsetter å vokse.