Tesla Model S

Fremtidens elbil må kunne lades på sekunder

Med luksusbilen Model S har amerikanske Tesla løftet elbilen ut av 100 års dvale og presset batteriteknologien til det ytterste. Neste skritt er å erstatte batteriene med superkondensatorer som kan lades opp på et øyeblikk.

10. september 2014 av Carsten Nymann

Tesla Model S ligner en hypermoderne oppfinnelse, men faktisk er bilens grunnleggende teknologi eldre enn bensinbilens.

De første elbilene ble utviklet allerede i slutten av 1800-tallet i kjølvannet av franskmannen Gaston Plantés oppfinnelse av det oppladbare blybatteriet.

Riktignok anvender Tesla ikke blybatterier, men de mer moderne litiumionebatteriene. Likevel har en Tesla til en drøy million kroner fortsatt en begrenset rekkevidde på cirka 500 km, og den tar timer å lade opp.

Fremtidens elbil vil derfor slett ikke ha batterier, men i stedet såkalte superkondensatorer som kan lades opp på et øyeblikk.

Nanoteknologi viser vei for elbilen

Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA holder på å utvikle en superkondensator som kan lades opp på sekunder og lagre ti ganger så mye energi som litiumionebatterier.

Der f.eks. et litiumbatteri bruker kjemiske reaksjoner, lagrer og distribuerer kondensatoren energi ved hjelp av elektromagnetisme.

Energitettheten – antall km pr. kg ”batteri” – er inntil videre mye mindre enn i nåtidens batterier, men MIT vil gjøre teknologien ultrakompakt ved hjelp av nanoteknologi.

Lykkes arbeidet, vil elbilene kunne kjøre flere tusen km på en lading og en gang for alle utkonkurrere bensinbilen.

To store utfordringer

Inntil superkondensatoren står ferdig, håper Tesla med karismatiske Elon Musk i spissen å kunne utvikle og utbrede de tradisjonelle elbilene ved å gjøre firmaets teknologi ”open source” – det vil si tilgjengelig for alle.

Ingeniørene står overfor to store utfordringer. Ladetiden, som er 5–10 timer for en full opplading, må reduseres, og batterienes 8–10 års levetid må forbedres.

Lynladere knekker batteriet

Begge deler har å gjøre med et fenomen inne i batteriet, der litium over tid avleires på elektrodene når batteriet lades opp. På et tidspunkt vil så mye materiale være akkumulert at de to elektrodene får kontakt, noe som får batteriet til å kollapse.

Jo kraftigere spenning som sendes inn i batteriet, desto raskere skjer akkumuleringen, slik at selv hvis ingeniørene bygger en lader som kan lade opp batteriet på 10 minutter, vil batteriene altså ikke kunne tåle det.

Amerikanske forskere arbeider med å løse problemet, blant annet ved å gi elektrodene en legering som hindrer litiumet i å binde seg.

Litium-ion-batteri

Et litiumionebatteri fungerer ved at litiumioner (elektrisk ladede atomer av grunnstoffet litium) under utlading beveger seg fra en negativ til en positiv elektrode. Under lading vender en ekstern strømkilde strømmen 180 grader og sender ionene tilbake til den negative elektroden, der de binder seg på molekylplan.

Les også

Kanskje du er interessert i...

FÅ ILLUSTRERT VITENSKAPS NYHETSBREV

Du får ditt gratis spesialtillegg, Vår Ekstreme Hjerne, til nedlasting straks du har meldt deg på nyhetsbrevet.

Fant du ikke det du lette etter? Søk her: