Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se, e-DN och DN.Prio.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt bokmärka artiklar.

Ekonomi

Svenska forskare gör hela bilen till batteri

Grafik: Stefan Rothmaier
Elbilarnas mest kritiska problem är att batterierna är så tunga. Men det kan lösas genom att själva karossen blir ett batteri. Nu gör svenska forskare genombrott på området.

Allt fler av de stora bilföretagen lanserar laddhybrider och även rena elbilar – ett sätt att minska användningen av fossila bränslen och få bort smutsiga utsläpp. Men tyvärr är sådana bilar förhållandevis dyra, och de rena elbilarna har dessutom begränsad räckvidd.

Flaskhalsen är de tunga batterierna.

Ett exempel är den eldrivna sportbilen Tesla Roadster. Dess batteri väger 450 kilo, mer än en tredjedel av hela bilens vikt. Det går åt mycket energi bara för att frakta omkring ett så tungt batteri.

– Om elbilar ska slå igenom stort måste vi minska vikten på fordonet. Det är utgångspunkten för vårt arbete, säger Leif Asp.

Han är samordnare i ett nätverk av forskare som håller på att utveckla en helt ny typ av elbilar – där delar av karossen tjänstgör som batteri.

Det kan bli möjligt tack vare nya material av kolfiber.

– Vi har lyckats hitta varianter av kolfiber som är extremt bra på att ta in litiumjoner, säger Leif Asp.

Litiumjoner är en viktig beståndsdel i litiumbatterier – den typ av batterier som dominerar i moderna elektronikprodukter.

Kolfiber har länge använts i exklusiva sportprodukter som cyklar och tennisracketar, eftersom de i kombination med plast kan bilda material som är lätta och starka samtidigt. Nu börjar sådan kol­fiberplast förekomma i allt högre utsträckning i flygplan och bilar.

I veckan visade till exempel Boeing upp sitt nya flygplan Dreamliner i Stockholm. Det består till över hälften av kolfiberplast.

Biltillverkarna BMW, Mercedes och Toyota har också modeller av sådant material.
En miljövinst med de nya kolfiberplasterna är att flygplan och bilar kan bli lättare. Men en möjlighet som industrin hittills inte har utnyttjat är att materialet – åtminstone i teorin – också skulle kunna lagra energi.

Leif Asp är verksam på det halvstatliga forskningsinstitutet Swerea Sicomp i Mölndal och har många års erfarenhet av att utveckla kolfiberplaster, främst för flyg och vindkraftverk. Nu samarbetar han med bland annat Volvo Personvagnar, KTH, Chalmers, Luleå tekniska universitet och forskare i Storbritannien för att utveckla vad de kallar för ”strukturella batterier” – det vill säga batterier som är så starka, styva och formbara att de kan bära upp delar av ett fordon.

Projektet har fått stora ekonomiska anslag från EU:s forskningsfond och från Stiftelsen för strategisk forskning i Sverige.

Nyligen gjorde Leif Asp tillsammans med några av sina med­arbetare vad han betraktar som ett viktigt genombrott på vägen. Det handlar om att använda kolfiber av en särskild form, och därmed få batterierna att laddas upp mycket snabbare än vad som är möjligt i dag.

Forskarna har ansökt om patent på sin uppfinning och ska nu skicka in sina rön till en av världens ledande vetenskapliga tidskrifter.

Själv tror Leif Asp att kolfiberbatterier kommer att finnas i mobiltelefoner och datorer inom några få år. Något senare, kanske om femton, tjugo år, kan eldrivna bilar av kolfiberbatterier rulla omkring på vägarna.

Men då ska kolfibrerna i dessa bilar inte vara tillverkade av fossila kolkällor, som dagens kolfiber är.

– I min dröm är framtidens bilar tillverkade av skogsråvara. Givetvis ska bilarna både produceras och drivas med vattenkraft och vindkraft.

Ett alternativ för framtidens kolbaserade batterier är att utgå från en viss typ av grön alg. Ett sådant material arbetar Uppsalaforskaren Maria Strömme med.
I veckan fick också hon ett stort anslag från Stiftelsen för strategisk forskning, 32 miljoner kronor, för att utveckla en upptäckt som hon och hennes medarbetare gjorde för ett par år sedan.

Strömme och hennes doktorand Albert Mihranyet väckte stor uppmärksamhet när de presenterade ett batteri som består av så enkla komponenter som ett ”papper” baserat på algen grönslick uppblandad med lite plast samt vatten med vanligt salt i. Finessen är att den mycket vanliga algen grönslick, som ofta orsakar problem vid sjöar och kuster, består av kolfibrer med mycket speciella strukturer.
Deras elektroniska egenskaper gör det möjligt att konstruera batterier som kan laddas upp extremt snabbt. Nu har forskargruppen i Uppsala alltså fått medel för att utveckla sina rön till energitäta batterier som kan användas inom fordonsindustrin.
Leif Asp betonar att vägen till klimatneutrala bilar kommer att vara lång och snårig, och att det säkert kommer att finnas många varianter av hybrider, där batterier kan stå för åtminstone en del av kraften.

– Men ambitionen måste vara att minska användningen av förbränningsmotorer, och på sikt att få bort dem helt, säger Leif Asp.

Fossilfria bränslen

Batterier är bara en av flera möjliga metoder att driva framtidens fordon, utan att fossila bränslen behöver användas.

Bränsleceller bygger på att en kraftkälla splittrar vatten till dess beståndsdelar väte och syre. I en motor driven av bränsleceller förenas vätet och syret igen. Den enda avgasen blir vattenånga.

Många forskare försöker få fram flytande bränslen som liknar dagens bensin och diesel, men är mer miljövänligt framställda. Ett möjligt sätt är att låta genförändrade bakterier omvandla skogsråvara till bränsle. Ett annat sätt är att låta gröna alger tillverka olja.