Simulerer seg frem til bedre batterier
Har du en telefon eller en bil som alltid går tom for strøm? Ingeborg Treu Røe forsker på batterier som inneholder mer energi og som kan tredoble rekkevidden på bilen din.
Dagens batterier er ikke gode nok til at vi kan skifte fullstendig fra fossile til fornybare energikilder. Til det trenger vi enda mer holdbare og miljøvennlige batterier, som samtidig inneholder mer energi.
Batterier kan gjøres mer effektive og grønnere. Foto: Shutterstock, NTB Scanpix
Det er det materialteknolog ved NTNU Ingeborg Treu Røe forsker på.
– Det som er så kult med denne forskningen er at det er jo grunnforskning. Jeg jobber med en type materialer og prøver å finne ut av hva det er som gjør at materialene får de egenskapene de får. Det er veldig spennende, forteller Røe.
- Les også: Ny metode for å lagre sol og vind
Må omstrukturere litiumet
Mobiltelefonene og el-bilene våre har oppladbare batterier. I disse batteriene er det litium som gir energi til batteriet ved å bevege seg fra den positive til den negative elektroden, og motsatt vei når det lades. Hvis man får plass til mer litium i batteriet, kan man bruke det lenger mellom hver gang vi lader det. Her er det Røes forskning kommer inn.
Litium har en naturlig struktur, men oppfører seg ikke som ønsket når det befinner seg i denne strukturen.
– Jeg prøver å finne ut av om litium fungerer bedre og gir bedre batterilevetid når det danner en annen struktur. Men en annen struktur vil stritte mot det som er naturlig for litium. Da må vi finne en måte som gjør at litium skal ha lyst til å være i den andre strukturen, forklarer Røe.
En annen struktur kan nemlig gi plass til mer litium i batteriet og dermed forlenge batteriets levetid betraktelig.
Bruker simulator
Slik ser det ut når Ingeborg Treu Røe gjør simuleringer på datamaskinen. Foto: Karoline Ravndal Lorentzen, NTNU
For å finne ut av hvilken struktur litium oppfører seg best i, bruker Ingeborg en simulator. Her kan hun zoome inn på elektroden i batteriet og se hvordan hvert enkelt atom oppfører seg.
– Det er veldig kjekt å gjøre simuleringer. Da kan jeg bestemme alle betingelsene selv. Det kan man ikke gjøre hvis man gjør eksperimenter på et laboratorium, forklarer Røe.
Hun forteller at det i en virkelig elektrode er mer enn tusen milliarder atomer. Derfor er det begrenset hvor mange individuelle egenskaper hun kan undersøke.
– Jeg har nå undersøkt syv ulike strukturer av litium og funnet at de oppfører seg veldig forskjellig i disse strukturene. Det hjelper oss mye i videre forskning, forteller hun.
Hvordan kan vi få batterier som lever lenger?
– Da må jeg finne en måte å produsere disse batteriene på, slik at vi vet at vi får akkurat den strukturen som vi vil ha i batteriet. Først da kan du få et batteri som varer lenger mellom hver oppladning.
