Amerikanske forskere med vild metode: Kan oplade et elbilbatteri på 10 minutter

Elbilerne står stadig overfor mange udfordringer, hvis de for alvor skal udkonkurrere de konventionelle biler på alverdens veje.

Et af de centrale problemer ligger i elbilens batteri, og den hovedpine som man kalder for ‘afstandsangst’ - på engelsk ‘range anxiety’.

Kan elbilen køre langt nok på en enkelt opladning? Og kan batteriet genoplade hurtigt nok?

Forskere verden over har arbejdet hårdt på at løse problemet. Nu er en gruppe amerikanske kemiingeniører fra Penn State University kommet med deres bud på en løsning.

»Vi har påvist, at vi kan oplade et elektrisk køretøj på ti minutter til at køre en strækning på mellem 200 til 300 miles (mellem 322 til 483 kilometer, red.),« fortæller Chao-Yang Wang, professor ved Penn State University og en af forskerne bag batteriet, i en pressemeddelelse.

Hvis deres opfindelse kan overføres til elbiler, har forskerne nået den guldstandard, som det amerikanske energidepartement, der har sponseret forskningen her, har fastsat for batterier til elbiler:

At kunne nå en opladning til en distance på 200 miles på under 10 minutter. Standarden kalder de for ‘extreme fast charging’ eller XFC.

Forskerne har præsenteret deres batteri i det videnskabelige tidsskrift Joule.

»En helt ny retning«

Med en hurtiglader i Danmark i dag kan man oplade sin elbil inden for cirka 30 minutter og lade svarende til mindst 100 kilometers kørsel ifølge Elbilforeningen (FDEL)

Over 320 kilometer på 10 minutter er altså både mere end en fordobling i strækning og mere end en havlering i tid.

Det lyder vildt, og det er også »teoretisk set« et rigtigt spændende projekt, fortæller Poul Norby, der er professor på Institut for Energikonvertering og -lagring ved DTU Energi, til Videnskab.dk.

Det er ikke mindst spændende, fordi forskerne bag det nye batteri har bevæget sig i den diamentralt modsatte retning end andre forskere, der også arbejder på at nå XFC-standarden.

Poul Norby forklarer:

»Hvis man vil lade et batteri lynhurtigt bliver det varmt, og det kræver derfor normalt aktiv køling af batteriet, så det ikke bliver for varmt og til sidst brænder af. Desuden kræver det udvikling af nye materialer at fremstille batterier, som kan lade ved de høje strømme.«

I det nye projekt er de lykkedes med at oplade batteriet uden aktiv køling.

De har i stedet opvarmet batteriet op til 60 grader lynhurtigt med et varmelegeme i batteriet og ladet det op til 80 procent i løbet af 10 minutter. Herefter har de ladet det køle ned igen.

»Det går i en helt anden retning, end den normale tænkning på området,« pointerer Poul Norby.

LÆS OGSÅ: Er elbiler bedre for klimaet end benzin- og dieselbiler?

Ny metode slider ikke på batteriet

Ifølge forskerne bag det nye batteri er deres utraditionelle lynopladning smart, fordi det slider mindre på batteriet, end tidligere forsøg har gjort.

Batteriet, der bruges til elbiler er et såkaldt lithium-ion-batteri. Det er den samme slags, der findes i din smartphone eller bærbare computer.

Den type batterier bliver hurtigt slidte, hvis de udsættes for for meget varme over lang tid, og det har været en stor hindring for at nå XFC-standarden.

Når batterierne slides, har de færre genopladninger i sig og i sidste ende en kortere levetid.

Ifølge forskerne fra Penn State University har deres hurtige opladning af batteriet vist sig ikke at slide lige så meget på batteriet, der kan tåle op til 1.700 genopladninger.

De fleste lithium-ion-batterier har normalt mellem 500 til 1.500 genopladninger i sig.

LÆS OGSÅ: Smart lithium-ion batteri kan oplades på to minutter

Fine resultater, men stor risiko

Poul Norby medgiver, at forskernes resultater ser ud til at holde vand.

»Det er rigtigt, som de viser, at de slider mindre på batterierne. Så jeg kan forstå, at det kan lade sig gøre. Men jeg vil alligevel gerne stille spørgsmålstegn ved, hvor smart det er,« fortæller Poul Norby.

Han påpeger, at der stadig vil være en underliggende risiko ved, at batteriet går i brand, hvis man benytter sig af den nye teknik.

»Der er helt klart nogle sikkerhedsmæssige ting, som man skal have styr på her,« siger Poul Norby.

»Derudover er batteriet, som de har bygget, et modificeret batteri, så der er stadig lang vej, før man kan forestille sig, at de rent faktisk ville kunne virke i en elbil. Så der skal nok mere forskning og flere tal til, før man kan sige, at deres batteri er løsningen« tilføjer han.

LÆS OGSÅ: Forskere undercover: Bilsælgere bærer ansvar i de få elbiler på danske veje

Lynhurtige ladninger er fremtiden

Selvom Poul Norby forholder sig skeptisk til det nye batteri fra studiet, er han ikke i tvivl om, at de lynhurtige ladninger nok skal en blive en realitet inden alt for mange år.

»Effektiviteten i batterierne bliver højere, og batterierne bliver bedre til at tage de høje strømstyrker,« siger Poul Norby, der dog ikke vil sætte et antal år på, hvornår man når XFC-standarden.

»Der er ingen tvivl om, at det er fremtiden,« fortæller han.

Hvis du gerne vil læse og debattere flere historier som denne om løsninger på verdens miljøproblemer og andre store udfordringer, kan du melde dig ind i Videnskab.dk's Facebook-gruppe Red Verden.

LÆS OGSÅ: Lithium-batteriet har ændret verden: Nu vinder opfinderne Nobelprisen i kemi 2019

LÆS OGSÅ: Grøn omstilling handler lige så meget om samfundet som om teknologi

LÆS OGSÅ: Så billigt er det at få Danmark til at køre på kun grøn energi