Nanotuber för framtidens batterier
Tubformade rullar av vanadinoxidskikt, lika korta som en bakteries diameter, kan bli en av komponenterna i framtidens batterier. Sara Nordlinder har studerat det unika materialets egenskaper och kommit fram till att det skulle passa som elektrodmaterial. Den 30 september försvarar hon sin avhandling vid Uppsala universitet.
Uppladdningsbara litiumjonbatterier hittar man i dag som kraftkälla i mobiltelefoner, videokameror och bärbara datorprodukter, men användningsområdena ökar i takt med att utvecklingen av batterierna går framåt. Fördelen med denna typ av batterier är att de kombinerar hög spänning med hög energidensitet vilket gör att man kan tillverka små och lätta batterier. Forskningen är huvudsakligen inriktad på att förstå hur och varför de material som används i elektroder och elektrolyter fungerar, samt att hitta bättre, billigare och mer miljövänliga material.
Sara Nordlinder har studerat ett material som består av upp till 1000 nanometer långa rullar av vanadinoxidskikt med en inre och yttre diameter på ca 10 respektive 100 nanometer. Oxidskikten är separerade av molekyler, alternativt metalljoner, som stabiliserar strukturen.
– Man kan jämföra det med en rulltårta, där kakan är vanadinoxidskikten och sylten är de stabiliserande molekylerna, eller metalljonerna, säger Sara Nordlinder.
En nanometer är en miljarddels meter; ett hårstrå är cirka 50 000 nanometer tjockt, medan en bakterie är cirka 1 000 nanometer stor. Det finns många tänkbara tillämpningar för den här typen av material. Några exempel är: hårda ytbeläggningar, effektivare katalysatorer och selektiva läkemedelsbärare. Men dess egenskaper kan även tas tillvara på inom batteriområdet. Genom att använda elektrodmaterial där partiklarna är i nanostorlek kan man till exempel höja uppladdningsbara litiumbatteriers prestanda.
För att ta reda på hur materialet uppförde sig i ett litiumbatteri studerades bland annat materialets kapacitet och effekt med elektrokemiska mätmetoder.
Vanadinoxidtuberna visade sig fungera mycket bra som elektrodmaterial.
– Kanske är de en av komponenterna i ett framtida nanobatteri, säger Sara Nordlinder.
Kontaktinformation
Sara Nordlinder kan kontaktas på 018-471 37 01, 070-558 96 09 eller via e-post: Sara.Nordlinder@mkem.uu.se
