ReLiable - Genopladelige lithium-luft batterier

Danmarks Tekniske Universitet (DTU)

Skal samfundet i fremtiden være baseret på vedvarende energi fra fluktuerende energikilder så som sol og vind, er det nødvendigt at opfinde nye energibærere til transportsektoren. Eksisterende batteriteknologier kan kun indeholde ca. 1/10 af den energi som en tilsvarende mængde benzin eller diesel er i stand til, og er derfor ikke egnede til f.eks. godstransport eller flytrafik. Projektet vil udvikle genopladelige såkaldte litium-luft (Li-luft) batterier, som udnytter luftens ilt til at producere elektricitet. De er op til 10 gange mere effektive end eksisterende batterier, og udgør derfor et realistisk alternativ til benzin og diesel i transportmidler.

Formålet med ReLiable var at forstå og udvikle et nyt genopladeligt højkapacitets Li-luft batteri, til brug i bl.a. elektrificering af transportsektoren. Den praktiske og kommercielle anvendelse af sådanne metal-luft batterier har hidtil været begrænset af lav effektivitet og dårlig holdbarhed. ReLiable har bidraget meget markant til forståelsen af de fundamentelle mekanismer og udfordringer ved brug af Li-luft batterier, og har således været med til fremrykke kommercialiseringen af metal-luft batterier. Via atomarskala computersimuleringer, in situ karakterisering og avanceret syntese har ReLiable-teamet udviklet, produceret og demonstreret den første Li-luft batteripakke til en elektrisk modelbil, samt en ny type BMS. Som et direkte resultat af ReLiable er der blevet igangsat en række nye metal-luft projekter målrettet kommercielle anvendelser, bl.a. Horizon 2020 projektet ”ZAS – Zinc-air secondary batteries based on innovative nanotechnology for efficient energy storage”.

Projektbeskrivelse

En effektiv udnyttelse af den forøgede produktion af elektricitet fra vedvarende og fluktuerende kilder som vind og sol er afhængig af, at der udvikles helt nye batteri-teknologier med høj energitæthed. For eksempel såkaldte litium-luft batterier, hvor der kan opnås op til 10 gange højere energitæthed end for Li-ion ved at udnytte luftens ilt til at skabe fremdrift. Indtil for nylig blev de betragtet som engangsbatterier, men ny forskning har vist at de kan genoplades, omend effektiviteten stadig er for lav og holdbarheden utilstrækkelig. ReLiable-projektet vil designe og fremstille nye Li-luft batterier ud fra en forståelse af materialernes vekselvirkninger på atomart niveau. Ved at kombinere storskala computersimuleringer med avancerede eksperimentelle metoder til at kortlægge hvilke reaktioner der foregår inde i batteriet når det bruges, vil det være muligt at designe og fremstille nye batterimaterialer og batterier med højere effektivitet og bedre holdbarhed. Nye metoder til effektiv styring af Li-luft batterier til f.eks. elbiler vil også blive udviklet.

Key figures

Periode:

2012 - 2016

Bevillingsår:

2011

Egen finansiering:

7,81 mio.

Støttebeløb:

18,87 mio.

Støtteprocent:

71 %

Projektbudget:

26,68 mio.

Kategori

Program

Innovationsfonden

Fælles overordnet teknologiområde

Smart Grid og systemer

Journalnummer

ENMI 11-116792

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)

Partner og Økonomi

Partner	Tilskud	Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU)	11.80 mio.	1.31 mio.
Syddansk Universitet	2.46 mio.	0.27 mio.
Lithium Balance A/S	1.27 mio.	1.10 mio.
HALDOR TOPSØE A/S	0.98 mio.	2.40 mio.
Stanford University	2.37 mio.	2.72 mio.

Kontakt

Kontakperson

Vegge, Tejs

teve@risoe.dtu.dk