Ledande plast ett möjligt material i framtidens batterier
Ledande plast kan vara möjligt att använda i framtidens batterier, istället för de metalloxider som används idag. Doktoranden Christoffer Karlsson har under sitt avhandlingsarbete undersökt och testat några sådana polymerer och visar att de har potential. Den 30 oktober försvarar han sin avhandling vid Uppsala universitet.
Efterfrågan av miljövänliga batterier har ökat kraftigt de senaste åren. De har en viktig roll i ett hållbart samhälle. Exempelvis måste batteriet i en elbil tillverkas på ett hållbart sätt för att innebära en miljövinst gentemot en bensinbil.
Dagens litiumjonbatterier i elbilar, telefoner och laptops använder metalloxider som kommer från energikrävande utvinning ur bergarter och återvinns inte idag. Christoffer Karlsson har i sitt avhandlingsarbete undersökt en ny klass av organiska material för detta ändamål, nämligen ledande redoxpolymerer, en typ av elektriskt ledande plast.
Ledande polymerer har många unika egenskaper som lett till att de fått en rad olika användningsområden. Metallisk ledningsförmåga som kan styras är kanske deras viktigaste egenskap, samt möjligheten att tillverka dem billigt vid låg temperatur. Både ledande polymerer och redoxpolymerer har använts för energilagringssyfte, och på senare tid har även intresset för lågmolekylära organiska föreningar som aktivt material i batterielektroder ökat kraftigt. Den främsta anledningen till detta är att de kan tillverkas från förnyelsebara källor genom miljövänliga metoder vid låga temperaturer, i kontrast till dagens oorganiska material.
Avhandlingen visar hur en serie ledande redoxpolymerer beter sig, och ger några allmänna designprinciper för denna typ av polymerer.
– De har potential som elektrodmaterial i framtida miljövänliga batterier, och i förlängningen skulle det vara möjligt att tillverka organiska batterier uteslutande av polymerer. En sådan proof-of-concept-battericell, med olika ledande redoxpolymerer som aktiva material på båda elektroderna, har vi också testat, säger Christoffer Karlsson
