Episode Transcript
[00:00:01] Velkommen til Bilpodcasten. Mit navn er Jakob. Nogle gange giver det mere mening at se vores episoder på YouTube, for der kan du se præcis hvad episoden handler om, og det er også meget nemmere at kommentere på det og få uddybet noget, hvis der er et eller andet, du ikke helt forstår.
[00:00:16] Og husk, det koster ikke en krone, men til gengæld bliver vi klogere sammen.
[00:00:20] Det går over helt vildt hurtigt med nyheder og opfindelser inden for elbiler og batteriteknologi.
[00:00:27] Den seneste store revolution inden for din elbil handler ikke nødvendigvis om et nyt supermateriale til flere tusind kroner kiloet.
[00:00:35] Om få år kan du med stor sandsynlighed sætte dig ind i en elbil og få op mod 75 kilometer, altså ca. 10-15% ekstra rækkevidde, uden at batteripakken vejer et gram mere og uden at bilen bliver dyrere.
[00:00:52] Det lyder næsten for godt til at være sandt, ikke?
[00:00:54] Normalt er regnestykket i bilverdenen benhårdt.
[00:00:57] Vil du køre længere, så skal du have et større batteri, og et større batteri betyder som regel også en tungere bil, mere CO2 i produktionen og en saftig ekstraregning.
[00:01:08] Men et tysk forskerhold har netop præsenteret et gennembrud, der ændrer måden, at vi bygger batterier på, helt inde i cellens indmad.
[00:01:16] Velkommen til Bilpodcasten. Mit navn er Jacob, og i dag dykker vi ned i det, der ligner det mest elegante batteritræk i årvis.
[00:01:25] Og trækket handler hverken om magi eller eksotisk kemi.
[00:01:30] Det handler ganske enkelt om fysisk tykkelse.
[00:01:34] Jeg vil med det samme indfri løftet og give svaret.
[00:01:36] Hvordan henter man 10-15% ekstra energi ud af et batteri, uden at øge vægten?
[00:01:42] Svaret er fascinerende simpelt.
[00:01:44] Forskerne fra det anerkendte Fraunhofer-institut i Tyskland har fundet ud af at gøre de her energilagerne lag inde i battericellerne mere end 3-4 gange tykkere end normalt.
[00:01:58] De har øget elektrodebelægningen fra de sædvanlige 100-200 mikrometer og helt op til 800 mikrometer.
[00:02:06] Og så kan vi spørge os selv om, hvorfor det giver mere rækkevidde.
[00:02:10] Og hvorfor i alverden er der ikke nogen, der har tænkt over det før?
[00:02:13] Der er nemlig en alvorlig fælleskjult i det her regnestykke, og den tager jeg lige om et øjeblik.
[00:02:20] For at forstå, hvorfor tykkere elektroder er et så genialt træk, er vi nødt til at tage mikroskopet frem og så kigge helt ind i din elbils battericelle.
[00:02:31] Mange forestiller sig, at en batteri er en kæmpestor tank, der er fyldt med flydende strøm. Men i virkeligheden består en battericelle af et skældigt ultratønde lag, der ligger staplet ovenpå hinanden eller rullet ud ovenpå hinanden.
[00:02:47] Du har en anode, en kathode og en separator, og så har du det, man kalder for strømkollektorer.
[00:02:55] Strømkollektorer er tynde metalfolier, typisk fremstillet af kor eller aluminium.
[00:03:02] De er absolut nødvendige, fordi det er dem, der opsamler strømmen og leder den ud til cellen.
[00:03:09] Men de har én kæmpe ulempe. De lager overhovedet ingen energi.
[00:03:13] De er ren dødvægt og fylder værdifuld plads op i selve batteriet.
[00:03:19] Prøv at forestille dig, at du skal pakke en kuffert til en lang bilfærdige. For hvert stykke tøj, du lægger ned i din kuffert, så tager du et tyk stykke papir eller pap og lægger ind imellem.
[00:03:28] Pappet gør overhovedet ingenting for din garderobe.
[00:03:32] Det tager bare plads op, så du kan have mindre tøj med.
[00:03:36] Det er lidt det samme, der sker for batterier med den her folie.
[00:03:40] Det Fraunhofer Institut og deres partnere har gjort, det er, at de har fjernet tre ud af fire stykker af det her pap, eller staniol, eller hvad vi nu kalder det. Men nu var det lige pap i min lille historie om kufferten før.
[00:03:52] Men det har de gjort ved at smøre et langt tykkere lag af selve det aktive materiale på elektroden, op til 800 mikrometer.
[00:04:00] Det vil sige, at de behøver langt færre passive metalfolier.
[00:04:03] Og resultatet?
[00:04:05] Pladsen, der før var spildt på de her metalfolier, fyldes nu af det her aktive materiale eller energilagerne materiale. Det giver 10-15% højere energitæthed, men er agtig den samme vægt på selve batteriet.
[00:04:20] Oversat til dansk, hvis du i dag har en elbil med en officiel WLTP-rækkevidde på 500 km, så vil den med det samme batteri eller med samme batteristørrelse og samme vægt kunne ramme 550-575 km.
[00:04:35] Fordi der simpelthen er proppet mere energi ind i batteriet.
[00:04:39] Men her, der rammer vi det næste store spørgsmål, som enhver bilengineerst bør stille sig selv.
[00:04:45] Hvis det bare handler om at smøre tykker og lag på, hvorfor har batterifabrikkerne så ikke gjort det for 10 år siden?
[00:04:52] Hvad er hagen ved den her opfindelse, siden man ikke har gjort det?
[00:04:56] Og svaret, det finder vi altså i fysikkens benhårde lov.
[00:05:00] Det er her, at gennembrudet møder den virkelige verden på tankstationen.
[00:05:05] Når du oplader eller aflader dit batteri, så skal bittesmå lithium-ioner vandre frem og tilbage mellem anoden og katoden.
[00:05:15] I en traditionel tynd elektrode på 100 mikrometer er den her rejse ultrakort.
[00:05:21] Ionerne smutter frem og tilbage på ingen tid.
[00:05:24] Når du gør elektroden tykkere, altså 800 mikrometer tyk, så skal ionerne lige pludselig tilbagelægge en meget større distance, der er helt op til fire gange længere, igennem et tæt materiale.
[00:05:37] Det svarer til, at du i stedet for at krydse en stille vilderej, skal løbe igennem en 8-sporet motorvej i myldretiden.
[00:05:46] Hvad sker der, når ionerne møder modstand?
[00:05:48] Så opstår der varme.
[00:05:50] og ioner har svært ved at nå helt ind til bunden af elektroden hurtigt nok.
[00:05:56] Og her rammer vi simpelthen elbilistens allerstørste frygt, nemlig opladning ved lynopladeren, hvor batteriet bliver varmt.
[00:06:04] For hvad hjælper det, at din bil kan køre 75 km længere på en opladning, hvis det tager dobbelt så lang tid at lade op, fordi du skal passe på varmen i batteriet, når du holder ved lynopladeren og er på vej sydpå?
[00:06:17] Uafhængige videnskabelige studier peger netop på, at langsom jontransport og øget indre modstand er den største udfordring med de her tykke elektroder.
[00:06:28] Og Fraunhofer-instituttet har endnu ikke offentliggjort helt præcist data for ladehastighed eller levetiden under de her hårde lynopladninger.
[00:06:38] Betyder det så, at teknologien dør i laboratoriet og aldrig når ud i den næste elbil?
[00:06:44] Svaret er et overraskende nej.
[00:06:47] Forskerne har tænkt noget ind i projektet, som ændrer bilmarkedet på en helt anden måde.
[00:06:53] Tyskerne har nemlig ikke kun siddet med reagensglas i laboratoriet.
[00:06:57] De har allerede produceret rigtige, fungerende lithium pouchceller på en halvautomatisk produktionslinje i et ægte renrum.
[00:07:06] Og undervejs har de løst to gigantiske problemer for bilindustrien.
[00:07:11] Miljøkemikalier og produktionsomkostninger.
[00:07:14] For det første fremstilles de her tykkere elektroder helt PFAS-fri, altså uden de her såkaldte evighedskemikalier, som EU er i gang med at regulere benhårdt på.
[00:07:27] Og de bruger ingen giftige opløsningsmidler.
[00:07:30] For det andet kræver produktionslinjen for tykkere elektroder langt mindre plads og mindre energi end traditionelle vådebehandlingsanlæg.
[00:07:41] Det betyder, at det bliver markant billigere at bygge og drive de her nye batterifabrikker.
[00:07:47] Og det åbner op for to vidt forskellige veje for fremtidens bilkøber.
[00:07:51] Den første vej.
[00:07:53] Bilmærkerne giver dig mere rækkevidde, og du køber en elektrisk familiebil, som før kørte 500 km ifølge WLTP-normen, men nu kører 575 km på en opladning.
[00:08:05] Vej nummer to, og den her er måske endnu mere revolutionerende.
[00:08:10] Bilproducenten siger, vi har ikke behov for de her 575 km rækkevidde i en lille bybil.
[00:08:16] Vi beholder 400 km rækkevidde, men vi fjerner 15% af battericellerne.
[00:08:21] Og hvad sker der så?
[00:08:23] Så bliver bilen betydelig lettere.
[00:08:25] Den bruger mindre strøm per kørt kilometer, fordi den vejer mindre.
[00:08:29] Og vigtigst af alt, produktionsprisen falder mærkebart.
[00:08:33] Det kan være den brik, der mangler for endelig at give os prisvenlige folkelige elbiler helt ud i den billige ende, uden at vi skal gå på kompromis med rækkevidde eller produktionslandet, hvis du er politisk bevidst.
[00:08:47] Det bedste af det hele er, at det ikke stopper ved de her litium-ion-batterier.
[00:08:52] Forskerne har afprøvet præcis den her samme elektrodeteknik på både natriumion og zinkionsceller, altså andre batterikamier, som er oplagt til de her gigantiske stationære batterilager, der skal opstilles rundt omkring i elnettet for at gennemstrømmen fra sol og vind fremadrettes.
[00:09:12] Så lad mig lige samle op på dagens stykke ned i det her batterinøgeri.
[00:09:16] Næste gang, at du hører om gennembrudet inden for elbilernes rækkevidde, så behøver det ikke nødvendigvis at handle om de her eksotiske supermaterialer eller et magisk faststofbatteri.
[00:09:27] Det kan handle om ren og skær smart arkitektur inde i selve cellen af batteriet.
[00:09:33] Atur gør elektroderne tykkere og smider de overflødige metalfolier ud og fylder pladsen med det, der tæller, nemlig ren energi.
[00:09:42] Der er stadig tekniske knaster, der skal slibes til omkring lynopladning og levetiden, før den her teknologi triller ud på samlebåndet hos de store bilfabrikater.
[00:09:52] Men Fraunhofer og Institut har vist os, at fremtidens grønne omstilling handler lige så meget om intelligent design som om ny kemi.
[00:10:01] Hvis du sidder tilbage nu med følelsen af at være blevet bare en lille smule klogere på, hvad der gemmer sig under bunden af fremtidens elbiler, så har jeg en lille bønd til dig.
[00:10:12] Vil du gøre mig en kæmpe tjeneste og så dele den her episode med en ven, en kollega eller den der elbil-ansøsitast i din omgangskreds, som altid elsker at diskutere rækkevidde, ny teknologi osv. over frukostbordet?
[00:10:27] Det er den absolut bedste måde at hjælpe os her på Bilpodcasten med at nå ud til endnu flere bilinteresserede venner.
[00:10:35] Tak fordi du lyttede med her på Bilpodcasten.
[00:10:39] Nyd køreturen igennem livet, og ha' det godt, til vi ses i næste uge.
[00:10:44] Tak fordi du lyttede med. Hvis ikke du vil gå glip af den næste episode, så tryk på følg eller abonnér.
[00:10:50] Og fortæl endelig dine venner og bekendte om Bilpodcasten, når du hører en spændende episode.
[00:10:56] Kør forsigtigt ud, og ha' en knaldhammerende god dag.
