Mikrovågor – het nyckel till grönare batterier

Att tillverka batterier för elbilar och grön teknik är energikrävande. Men vad händer om traditionella reaktionsugnarna byts mot mikrovågor? I ett nytt forskningsprojekt vid Uppsala universitet studeras hur mikrovågsuppvärmning kan göra batteriproduktion både grönare och billigare.

Batterier är framtidens nyckel till ett elektrifierat samhälle, men vägen dit är inte utan utmaningar. Ett problem som ofta glöms bort är att tillverkningen av batterier kräver stora mängder energi. Andrew Naylor, docent och forskare vid Uppsala universitet, vill ändra på den saken genom att använda mikrovågor för att skapa och återvinna batterimaterial.
– Jag vill ta reda på hur mikrovågor kan användas för att utveckla högpresterande batterimaterial.
Andrew Naylor började sin bana inom batteriforskning under postdoc-tiden i Storbritannien. För åtta år sedan flyttade han till Sverige för att fortsätta sin karriär i en världsledande forskningsmiljö inom batteriteknik vid Uppsala universitet. En del av hans forskning fokuserar på att utveckla säkrare och mer hållbara batterier. Detta sker dels genom att introducera nya, mindre brandfarliga material, dels genom att ersätta kostsamma eller svåråtkomliga råmaterial med mer lättillgängliga alternativ.
– Elektrifierade fordon släpper inte ut avgaser, men batterierna i dem kräver fortfarande mycket energi att tillverka. Vi måste tänka på hela livscykeln om vi ska kunna kalla tekniken för hållbar.

Aktuellt projekt
I ett nystartat projekt, finansierat av Stiftelsen för strategisk forskning, undersöker Andrew Naylor och hans kollegor hur mikrovågor kan användas för att effektivisera uppvärmningsprocesser i batteritillverkning. Tanken är enkel, i stället för att värma upp hela ugnsvolymer i traditionella industriella reaktionsugnar som kan nå över 800 grader och drar mycket energi, används mikrovågsteknik.
– Med hjälp av mikrovågor kan vi värma materialet inifrån och drastiskt minska energiförbrukningen.
Projektet sker i samarbete med det svenska uppstartsbolaget Percy Roc, som använder artificiell intelligens för att finjustera mikrovågsteknologin. Tillsammans undersöker de tre specifika tillämpningar: syntes av nya batterimaterial, torkning av elektroder och återvinning av uttjänta batterier. Både litium- och natriumjonbatterier står i fokus, det senare är ett område med snabbt växande intresse.
– Sodiumbatterier är särskilt intressanta eftersom natrium är mycket billigare och mer tillgängligt än litium, förklarar Andrew Naylor.

Ambitiös målsättning
Forskningen befinner sig fortfarande i ett tidigt skede. En doktorand som nyligen knutits till projektet kommer att vara en central del i den fortsatta forskningen. Under kommande år vill forskarna visa att mikrovågsuppvärmning fungerar i flera led av batteriets livscykel. Med hjälp av avancerade tekniker som synkrotronljus och neutronfaciliteter, däribland MAX IV i Lund, ska de noggrant studera hur mikrovågsuppvärmning påverkar materialens egenskaper och batteriernas prestanda.
– Om fem år hoppas vi kunna visa att vi syntetiserat viktiga material med mikrovågsuppvärmning. Det vore ett genombrott som kan bana väg för industriell användning, säger Andrew Naylor.
Han understryker vikten av att se forskningen som en gemensam insats. För att lyckas krävs ett nära samarbete mellan forskare, ingenjörer och industriella aktörer.
– Det är svårt för en enskild forskare att förändra världen. Men om alla aktörer bidrar med sina små pusselbitar kan vi tillsammans göra verklig skillnad. Med mikrovågor som nyckelteknologi hoppas vi att framtidens batterier inte bara ska bli bättre, utan också betydligt grönare.