Du följer nu ämnet: STOCKHOLMS STAD (sparas i Mitt DN)
Vetenskap

Professorn skapade hållbart batteri med flytande metall

Donald Sadoway tänkte nytt och valde en annan väg än Elon Musk. Han gjorde stora, billiga och hållbara batterier med flytande metall – och blev en av världens 100 mest inflytelserika personer.

– Det viktigaste jag har lärt mig om innovation är att vi först måste ställa rätt fråga, säger Donald Sadoway.

Han är professor i materialkemi vid Massachusetts Institute of Technology, MIT, i USA. För fem år sedan utsåg tidskriften Time honom till en av världens 100 mest inflytelserika personer, tillsammans med bland andra Hans Rosling, efter att han hade utvecklat en helt ny typ av batterier med flytande metall och smält salt.

– Jag ville skapa något som kan lagra mycket el billigt och som håller i många år. Men jag tänkte inte på det som ett batteri: en cylinder man kan hålla i handen med ett plustecken i ena änden och ett minustecken i den andra, säger han.

Foto:

El är en färskvara som produceras i samma stund som den används. Det är ett problem om vi vill ersätta fossila bränslen med förnybara källor som vind- och solkraft. Vindkraftverk levererar bara el när vinden blåser, och solceller producerar mest energi mitt på dagen när solen står som högst på himlen, medan det är på morgnar, kvällar och nätter vi behöver elen.

– I Sverige vill ni säkert kunna tända lampan och läsa även på natten, när solen har gått ned, säger Donald Sadoway.

Nu får vi använda andra energikällor, som gas eller vattenkraft, när solen försvinner och vindkraftverken står stilla. Men att lagra energin i stora batterier och ta ut den därifrån när vi behöver den skulle bli både billigare och enklare.

Det skulle också ge andra fördelar.

– Även med konventionell el måste det hela tiden finnas kapacitet att producera så mycket el som behövs när efterfrågan är som störst. Då krävs ungefär 40 procent mer el än genomsnittet, men bara under mindre än 2 procent av tiden. Det är verkligen att underutnyttja resurserna. Om vi i stället kunde lagra el kan vi bygga elkraftverk som är anpassade efter medelkonsumtionen, säger Donald Sadoway.

Jag ville skapa något som kan lagra mycket el billigt och som håller i många år. Men jag tänkte inte på det som ett batteri.

De flesta forskare i fältet och entreprenörer som Elon Musk satsar på att använda den bästa teknik vi känner till för att lagra energi: litiumjonbatterier, som finns i mobiltelefoner och bärbara datorer, och göra dem större. Donald Sadoway valde en helt annan utgångspunkt.

– Jag letade efter något gigantiskt som drivs med elektricitet, säger han.

Han fastnade för aluminiumsmältverk.

– De förbrukar enorma mängder el och omvandlar jord till metall för mindre än en dollar per kilogram. Om jag kunde räkna ut hur man gör om det till något som lagrar elen i stället för att förbruka den skulle jag ha ett gigantiskt batteri och inte behöva bekymra mig om hur det skulle skalas upp, säger Donald Sadoway.

Lösningen blev ett batteri med tre lager. Överst finns en flytande metall med låg densitet, som magnesium, litium, natrium eller kalcium. I lagret under den finns smält salt med högre densitet, och i botten en tung flytande metall, som bly, vismut, tenn eller zink.

Batteriet är alltså enkelt att göra i stor skala, och har även fler fördelar, menar Donald Sadoway.

– Eftersom aluminiumsmältverken kan framställa metall till så låg kostnad kommer ett batteri som är byggt efter samma princip att vara riktigt billigt, säger han.

Det måste också vara hållbart.

– Batteriet i din mobil eller din dator kanske håller i två eller tre år. För att kunna användas i elnätet måste vi ha något som håller i tio eller 20 år. Och med den här tekniken får vi riktigt lång livslängd, säger Donald Sadoway.

Tillsammans med sina studenter har han startat ett företag som tillverkar batterierna, och han hoppas att de ska komma ut på marknaden nästa vår. På tisdag föreläser Donald Sadoway om batterierna och om innovationer på konferensen Bringing New Materials to Market i Stockholm.

– När alla andra funderade på batterier tänkte de på hur de skulle förvandla ett batteri de kan hålla i handen till något som är stort som en fartygscontainer. Jag ställde en annan fråga, och undrade i stället på hur jag skulle kunna omvandla ett aluminiumsmältverk till något som kan lagra el, säger Sadoway.

Nästan ingen av dem hade någon tidigare erfarenhet av batterier. Jag anställde antiexperter.

Lika viktigt som att ställa rätt fråga som öppnar för nya sätt att tänka var att rekrytera rätt studenter och forskare till projektet.

– Nästan ingen av dem hade någon tidigare erfarenhet av batterier. Jag anställde antiexperter, säger han.

Donald Sadoway ville undvika att de skulle begränsas av vedertagna sanningar och förutfattade meningar om hur batterier tillverkas.

– Om jag hade rekryterat batterifolk skulle de anse att detta var omöjligt, säger han.

Han förringar inte fackkunskap.

– Visdom är bra. Men att vara alltför hemma i ett fält kan begränsa förmågan att tänka nytt, säger Donald Sadoway.

Experter kan lätt bli låsta vid en viss typ av kemi och en viss form för batterier, och det kväver fantasin, menar han.

Litiumjonbatteriet utvecklades också av personer utanför batteriindustrin.

– Tror vi att batteriinnovationer ska komma från batteriindustrin? Nej! Tror vi att innovationer av ståltillverkning ska komma från stålindustrin? Nej! Revolutionerande teknikgenombrott kommer utifrån. Det är vad revolutionerande betyder, säger Donald Sadoway.

Under sina 40 år på MIT har Donald Sadoway arbetat med olika former av elektrokemisk teknik.

– I 25 år studerade jag hur man konsumerar el för att producera metall. Men sedan började jag att tänka på att lagra elen i stället. Och jag hade lång erfarenhet av flytande material och salter.

Det är också en fördel att han arbetar på ett universitet.

– Aluminiumindustrin är enorm, och man kan fråga sig varför ingen där kom på den här idén. De har kunskapen som behövs, men inte motivationen. Arbetar du för aluminiumindustrin är ditt jobb att producera aluminium, inget annat, säger Donald Sadoway.

Då har han som forskare helt andra möjligheter.

– Kunskap, nyfikenhet, frihet att tänka och inspireras, det är det värdefulla med universitet. Folk tror ibland att professorer bara studerar meningslösa saker. Men när man får tänka fritt kan man hitta helt nya lösningar, säger Donald Sadoway.

Fakta.Bringing New Materials to Market

På tisdag, den 25 april, är Donald Sadoway en av talarna på konferensen Bringing New Materials to Market anordnad av Stiftelsen för strategisk forskning och Vinnova på Hotel Sheraton i Stockholm.

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.