En ny typ av batteri tillverkat av elektriskt ledande polymerer – i princip plast – skulle kunna bidra till att göra energilagring i elnätet billigare och mer hållbart, vilket möjliggör en större användning av förnybar energi.
Batterierna, tillverkade av Boston-baserade startupföretagetPolyJoule, skulle kunna erbjuda ett billigare och mer hållbart alternativ till litiumjonbatterier för att lagra elektricitet från intermittenta källor som vind och sol.
Företaget avslöjar nu sina första produkter. PolyJoule har byggt över 18 000 celler och installerat ett litet pilotprojekt med billiga, allmänt tillgängliga material.
De ledande polymerer som PolyJoule använder i sina batterielektroder ersätter litium och bly som vanligtvis finns i batterier. Genom att använda material som enkelt kan skapas med allmänt tillgängliga industrikemikalier undviker PolyJouleutbudspressytbeklädnadsmaterial som litium.
PolyJoule startades av MIT-professorerna Tim Swager och Ian Hunter, som upptäckte att ledande polymerer uppfyllde vissa viktiga krav för energilagring. De kan hålla laddning under lång tid och laddas upp snabbt. De är också effektiva, vilket innebär att de lagrar en stor del av den elektricitet som flödar in i dem. Eftersom materialen är av plast är de också relativt billiga att producera och robusta, och de tål svullnad och sammandragning som sker i ett batteri när det laddas och urladdas.
En stor nackdel ärenergitäthetBatteripaketen är två till fem gånger större än ett litiumjonsystem med liknande kapacitet, så företaget bestämde sig för att deras teknik skulle passa bättre för stationära tillämpningar som elnätslagring än i elektronik eller bilar, säger PolyJoules VD Eli Paster.
Men till skillnad från de litiumjonbatterier som används för det ändamålet nu, kräver PolyJoules system inga aktiva temperaturkontrollsystem för att säkerställa att de inte överhettas eller fattar eld, tillägger han. ”Vi vill skapa ett riktigt robust och billigt batteri som bara kan användas överallt. Du kan placera det var som helst och du behöver inte oroa dig för det”, säger Paster.
Ledande polymerer skulle kunna bli en viktig aktör inom nätlagring, men huruvida det händer beror sannolikt på hur snabbt ett företag kan skala upp sin teknik och, framför allt, hur mycket batterierna kostar, säger Susan Babinec, som leder energilagringsprogrammet vid Argonne National Lab.
Någraforskningpekar på 20 dollar per kilowattimme lagring som ett långsiktigt mål som skulle hjälpa oss att nå 100 % införande av förnybar energi. Det är en milstolpe som andra alternativnätlagringsbatterierfokuserar på. Form Energy, som producerar järn-luft-batterier, säger att de kan nå det målet under de kommande decennierna.
PolyJoule kanske inte kan få kostnadsersättningså lågt, erkänner Paster. De siktar för närvarande på 65 dollar per kilowattimme lagring för sina system, med motiveringen att industrikunder och kraftbolag kan vara villiga att betala det priset eftersom produkterna ska hålla längre och vara enklare och billigare att underhålla.
Hittills, säger Paster, har företaget fokuserat på att bygga en teknik som är enkel att tillverka. De använder en vattenbaserad tillverkningskemi och använder kommersiellt tillgängliga maskiner för att montera sina battericeller, så de behöver inte de specialiserade förhållanden som ibland krävs vid batteritillverkning.
Det är fortfarande oklart vilken batterikemi som kommer att vinna vid nätlagring. Men PolyJoules plaster innebär att ett nytt alternativ har dykt upp.
Publiceringstid: 22 april 2022