Calcium-Silicon alloy-based all-solid-state batteries

"Kan kalsium erstatte litium i et batteri?" Dette er spørsmålet som forskerne prøver å svare på i CalSiumbat. Over hele verden leter forskere etter et levedyktig alternativ for litium ion-batterier.

Om prosjektet

Samfunnet har et økende behov for å kunne lagre elektrisk energi. Oppladbare litium-ione batterier har blitt den dominerende strømkilden i ulike typer av forbrukerelektronikk og bærekraftig transport, fra telefoner til biler. Men med dagens priser kan begrenset tilgang på litium skape utfordringer i forsyningskjedene på grunn av sterkt voksende bruk i forskjellige bransjer.

Kalsium er det femte mest utbredte elementet i jordskorpen, det tredje mest utbredte metalliske (kationike) grunnstoffet med god geografisk fordeling over hele kloden. Således har kalsium et klart potensial for å fungere som litiumerstatning. Kalsium har langt mindre risikomoment enn litium med hensyn på antennelse i batterisammenheng. Et viktig aspekt ved fast-stoff batteri-teknologi er at man unngår bruk av en brennbar væskeelektrolytt, noe som øker batteriets sikkerhet.

Mål

Hovedutfordringen i prosjektet, som gjør dette til et høyrisiko / høy avkastningsprosjekt, er å finne en optimal fast-stoff polymerelektrolytt som muliggjør reversibel kalsiuminnsetting / ekstraksjon.

Bakgrunn

Kjemikerne har flere grunner til å se nærmere på kalsium når de jakter på nye batteriteknologier. Kalsium er mye mindre farlig enn litium og natrium, men er litt større, tyngre og tregere enn litium og natrium. Den største utfordringen er derfor å flytte kalsium frem og tilbake mellom anode og katode. Oppladbare litium-ione batterier har blitt den dominerende strømkilden i ulike typer av forbrukerelektronikk og bærekraftig transport, fra telefoner til biler. Men med dagens priser kan begrenset tilgang på litium skape utfordringer i forsyningskjedene på grunn av sterkt voksende bruk i forskjellige bransjer.

Utstyr

Prosjektet kombinerer ulike eksperter med bred og høy kompetanse, og prosjektets målsettinger vil nås gjennom avansert syntese, kombinert med røntgenundersøkelse og elektrokjemiske studier. 

Finansiering og prosjektperiode

Prosjektet er finansiert av Norges forskningsråd (nr.320670 (NFR.no)). Tildelingssum: 7,8 millioner NOK. 

Prosjektet varer mellom 2021-2025.

 

 

Publikasjoner

Se alle arbeider i Cristin

  • Cavallo, Carmen (2021). Towards high-rate anodes: from Li-ion batteries (LIBs) to Li-ion capacitors (LICs) and prospective in calcium-ion (CIB) batteries.
  • Cavallo, Carmen (2021). From low to high-rate batteries: Li-ion capacitors and Calcium-ion batteries .
  • Torgersen, Eivind; Brennhagen, Anders; Cavallo, Carmen; Geiss, Carina & Koposov, Alexey (2021). Her jakter forskerne på bedre, billigere og mer miljøvennlige batterier. [Internett]. Titan.

Se alle arbeider i Cristin

Emneord: Batterier, batteri, Nafuma, bærekraftig teknologi, bærekraft, Energi, Uorganisk materialkjemi
Publisert 18. des. 2023 16:02 - Sist endret 18. des. 2023 16:02