Tesla Model S

Framtidens elbil ska kunna laddas på sekunder

Med lyxbilen Model S har amerikanska Tesla lyft upp elbilen ur 100 års dvala och pressat batteritekniken till det yttersta. Nästa steg är att avlösa batterierna med superkondensatorer som kan laddas på ett ögonblick.

10 september 2014 av Carsten Nymann

Tesla Model S liknar en hypermodern uppfinning men faktiskt är bildens grundläggande teknik äldre än bensinbilens.

De första elbilarna utvecklades redan i slutet på 1800-talet i kölvattnet på fransmannen Gaston Plantés uppfinning av det återuppladdningsbara blybatteriet.

Förvisso använder Teslan inte blybatterier utan mer moderna litiumjonbatterier. Ändå har en Tesla för närmare en miljon kronor fortfarande en begränsad räckvidd på cirka 500 km och den tar timmar att ladda upp igen.

Framtidens elbil kommer därför inte ha batterier utan i stället så kallade superkondensatorer som kan laddas på ett ögonblick.

Nanoteknik visar vägen för elbilen

Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA är på gång att utveckla en superkondensator som kan laddas på sekunder och kommer kunna lagra tio gånger så mycket energi som litiumjonbatterier.

Där t.ex. ett litiumbatteri använder kemiska reaktioner lagrar och distribuerar kondensatorn energi med hjälp av elektromagnetism.

Energitätheten – antal km per kg ”batteri” – är hittills mycket lägre än i nutidens batterier, men MIT vill göra tekniken ultrakompakt med hjälp av nanoteknik.

Lyckas man med målsättningen kommer elbilarna kunna köra flera tusen km på en laddning och en gång för alla utkonkurrera bensinbilen.

Två stora utmaningar

Tills superkondensatorn är klar hoppas Tesla med den karismatiske Elon Musk i spetsen kunna utveckla och utvidga traditionella elbilar genom att göra företagets teknik "open source" - det vill säga fritt tillgänglig.

Ingenjörerna står inför två stora utmaningar. Laddningstiden, som är 5-10 timmar för en full uppladdning ska minskas och batteriernas livslängd på 8-10 år ska förlängas.

Blixtladdare ödelägger batteriet

Båda sakerna har att göra med ett fenomen inne i batteriet, där litiumet över tid avlagras på elektroderna när batteriet laddas. Vid en viss punkt kommer så mycket material ha hopat sig att de två elektroderna får kontakt vilket får batteriet att kollapsa.

Ju kraftigare spänning som skickas in i batteriet desto snabbare sker anhopningen så även om ingenjörerna bygger en laddare som kan ladda batteriet på 10 minuter skulle inte batterierna hålla för det.

Amerikanska forskare arbetar på att lösa det här problemet, bland annat genom att ge elektroderna en legering som förhindrar litiumet att bindas.

Litium-ion-batteri

Et litium-ion-batteri fungerer ved, at litium-ioner (elektrisk ladede atomer af grundstoffet litium) under afladning bevæger sig fra en negativ til en positiv elektrode. Under ladning vender en ekstern strømkilde flowet 180 grader og sender ionerne tilbage til den negative elektrode, hvor de binder sig på molekyleplanet.

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: