Tidningen Energi 1
Innovation Träbatteri med hög potential Träbasera
de batterier tillverkade på rulle. I Norrköpingsföretaget Ligna Energys batterier har metallerna ersatts med organiska material. I första steget ska batterierna användas till sensorer – men på sikt finns det potential att bygga större stationära energilager. TEXT: CARL JOHAN LILJEGREN FOTO: LIGNA ENERGY T rettio GWh om året i ny batterilagringskapacitet under tio år. Det är vad som enligt vissa beräkningar krävs för att vi globalt ska klara klimatmålen och ha tillräckligt med mängder litium jon-batterier. Dessa ser möjligheter att byta ut en liten del – de grafitbaserade anoderna – i sina batterier mot anoder tillverkade av ligninbaserat material. Det fina med ligninet är att det är en restprodukt från med el i våra energisystem (2020 fanns totalt 34 GWh batterikapacitet i världen.) För att lyckas tillverka så många batterier med etablerad teknik krävs enorma mängder litium, bly, koppar, nickel, kobolt och andra metaller. Problemen med metallerna är välkända: tillgången är begränsad. De är dyra och har negativa miljökonsekvenser samt har i många fall stor negativ klimatpåverkan i alla led – vid utvinning, tillverkning och återvinning. Men det kan snart finnas ett alternativ som både är miljövänligt och inte begränsas av tillgången på rå material. Norrköpingsföretaget Ligna Energy har utifrån forskning på Linköpings universitet utvecklat en metod att tillverka batterier med lignin som huvudbeståndsdel, och då talar vi om elektroden/elektrolytmaterialet – det vill säga det som bland annat består av bly eller litium i konventionella batterier. – Att lignin är den aktiva batterikomponenten gör våra batterier unika. Vi använder lignin som huvudmassa, i stället för till exempel litium eller bly. Det gör våra batterier säkra och hållbara. När de är uttjänta går de att energiåtervinna genom att elda upp dem, säger Peter Ringstad, vd för Ligna Energy. Här skiljer sig Ligna Energy från tillverkare av 40 NR 1 2022 TIDNINGEN ENERGI tillverkning av pappersmassa, ett träbaserat alternativ till fossilbaserade polymerer. 20–30 procent av ett träd består av lignin. Ligninet avlägsnas vid tillverkning av pappersmassa och kan i sin tur utvinnas ur det svartlut som är en restprodukt från tillverkning av massan. Två forskningsgenombrott har lagt grunden för Ligna Energys nya helt organiska batterier: elektroder i lignin som tillverkas på rulle i en tryckpress samt en ny vattenbaserad elektrolyt. Grundfunktionen i batteriet är en så kallad redoxreaktion, då reduktion och oxidation sker samtidigt. Ligna Energy har lyckats uppnå en relevant energidensitet för materialkompositionen i sina batterier, vilket är avgörande för att tekniken ska bära. Förutom lignin används cellulosa, kol och en vanlig ledande polymer som beståndsdelar i batterierna. Allt tillverkas i en rulle-till-rulle-process på liknande sätt som storskaligt tryckt elektronik och framställning av till exempel litiumbatterier. Först beläggs elektrodmaterialen på en tunn metallfolie i en tryckpress. Därefter läggs de ihop med en cellulosabaserad separator. Det aktiva materialet i den positiva elektroden består av kol och lignin, medan den andra sidan består av en annan organisk polymer och kol.