STRØMKILDE: Går det som forskerne ved University of Delaware tror kan elbiler også spille en rolle som strømkilde (Bilde: Think)
SALTKAR: Zebrabatteriet bruker salt og nikkel for å lagre strøm. Det gir opptil fire ganger så stor lagringstetthet som blybatterier. (Bilde: MES_DA)
CELLE-PRINSIPP: Slik ser en enkelt celle ut, i Thinks nye Zebrabatteri. (Bilde: Illustrasjon: Simen Håkonsen)

Think kjører på salt

Til sommeren vil en ny generasjon elektriske Think-biler rulle ut på norske veier. De vil få kraft fra en ny type salt-nikkelbatterier.

Klarer 18 mil

Den forrige generasjonen hadde en kjørelengde på åtte mil. Det var greit nok for de fleste som brukte den som bil nummer to i bytrafikk. Mange kunne nok ønske seg mer, men forholdet mellom batterivekt og nyttelast setter klare begrensninger.

Det skal en ny batteriteknologi gjøre noe med. Den nye Think City med zebrabatteri vil få en kjørelengde på 18 mil.

Zebra

Akkurat som hestens nære slektning, sebraen, har denne batteriteknologien sin opprinnelse i Afrika. Zebra står for Zeolite Battery Research Africa Project.

Teknologien ble utviklet ved det sørafrikanske forskningsinstituttet sent på 70-tallet. De arbeidet med en høytemperaturteknologi med natrium som elektrolytt. Natrium har et elektropotensial på 2,71 volt, det er ikke giftig, det er lett og i den form det brukes, som rent koksalt, er det svært billig.

Fra Sør-Afrika har zebrateknologien vandret mellom bedrifter og bruksområder til den ble kjøpt av et sveitsisk selskap i 1999. Der har de satset på at dette blir en av energikildene i fremtidens kjøretøyer, enten de er rent elektriske eller hybrider.

Fordeler

Fordelene med zebrabatteriet er ladetettheten, prisen og levetiden. Et slikt batteri holder en ladning på mellom 100 og 120 Wh/kg. Det er nesten fire ganger så mye som et blybatteri og på samme nivå som et litium-ionebatteri.

Produsenten tror en videre utvikling av teknologien vil øke tettheten til 150 Wh/kg i løpet av en tiårs periode. Den teoretiske ladetettheten er beregnet til 760 Wh/kg, så det er litt å gå på.

Ulemper

Men høytemperaturbatteriet har også ulemper. Den største er driftstemperaturen, som må være minimum 270 grader celsius. Det er for at saltet må smeltes slik at den kjemiske reaksjonen kan fungere.

Blir temperaturen for lav, begynner smelten i batteriet å størkne og da fungerer det ikke. Da må batteriet bruke av sin egen energi for å opprettholde temperaturen. Derfor bør batteriet ikke stå mange dager uten å være koblet til strømnettet. Hvis batteriet skulle bli kaldt og saltet størkner, tar det likevel ikke skade fordi det ikke skjer noen volumendring.

350 grader varmt

Driftstemperaturen på zebrabatteriet ligger på mellom 270 og 350 grader. Når bilen er i bruk, utvikler batteriet nok varme på grunn av den indre motstanden og trenger ingen ekstra oppvarming.

Det optimale er at batteriet har en sluttemperatur etter kjøringen på 350 grader. Da vil det ta lang tid før det må tilføres ekstra varme.

Synker temperaturen under 270 grader, må batteriet tilføres ekstra varme så ikke elektrolyttene størkner. Kommer temperaturen over 350 grader, må batteriet kjøles ved hjelp av luft som sirkulerer mellom cellene.

Isolasjon

Det skal mer til enn litt mineralull for å isolere et batteri med slike krav til temperatur. De enkelte cellene i batteriet settes inn i en beholder som er isolert som en termosflaske. Men i motsetning til en termos er det vakuum som isolerer, og det er svært effektivt.

For at ikke veggene i boksen skal kollapse av vakuumet, er den fylt med et slags kvartsskum med svært lav varmeledningsevne. Energitapet fra batteriet ligger et sted mellom 50 og 100 watt per time. Det vil si at batteriet vil miste ca. 2 kWh i døgnet.

En bil med et slikt batteri bør derfor ikke stå så mange døgn uten lading. Den nye Think City har en batterikapasitet på 24,5 kWh så den tåler å stå noen døgn før den er tomt for strøm.

Slipper varmeapparat

Undersøkelser viser at nesten alle elektriske biler tilkoblet nettet når de er parkert. Når elektriske biler brukes om dagen og lades om natten får eierne i mange land glede av at strømprisen er lavere om natten.

Men høy temperatur er ikke uten fordeler. For det første spiller det liten rolle om en elbil med et slikt batteri kjøres under sommerlige forhold eller i ekstrem kulde.

Mens andre batteriteknologier mister mye av futten om vinteren, gjør ikke det noe for zebrabatteriet. En annen fordel er at overskuddsvarme kan brukes til å varme opp bilen når det er kaldt ute, og slike biler vil stort sett klare seg uten ekstra varmeapparat.

Salt mot litium

Den fremste konkurrenten til zebrabatteriet er kanskje en videre utvikling av litium-ionebatterier, selv om de ikke er klare for markedet ennå i denne kapasitetsklassen. Litium-ionebatterier kan skilte med en tilsvarende høy ladetetthet uten behovet for varme, men dagens varianter har begrenset levetid.

De taper seg med en viss prosent i året enten de brukes eller ikke, mens zebrabatteriet viser svært lovende resultater. Det vil ikke ha problemer med minst 1000 fulle ladesykler, som for Thinks vedkommende vil bety minst 180.000 km.

Produsenten tror batteriet klarer langt flere ladesykler. I motsetning til andre batteriteknologier gjør ikke noe for levetiden om zebrabatteriet utsettes for mange korte ladesykler. Men når batteriet en gang skal kastes lover produsenten at det er 100 prosent resirkulerbart.