Flere har prøvd og feilet, nå satser Theion på svovelbatterier

Ved å erstatte kostbare katodematerialer med svovel kan batterier bli mye billigere og svært mye mer energirike.

Flere har prøvd og feilet, nå satser Theion på svovelbatterier
Svovel er en slags hellig gral for batteriteknologier. Berlin-selskapet Theion kan ha kommet seg rundt utfordringen som har sporet av mange til nå.

Det tyske selskapet Theion, som har tatt navnet fra det greske ordet for svovel, mener de har løst problemene med å lage et batteri basert på svovel i stedet for kostbare metaller. Det mener de kan bringe prisen på battericeller med i 30 dollar per kWh. Det er godt under tredjeparten av i dag.

Som om ikke det var nok gode nyheter, vil slike batterier kunne lagre 900 Wh per kilo og 1500 Wh per liter. Og de vil ha flere ladesykler enn dagens litiumionebatterier.

En elbil med Theions Crystal Battery vil kunne ha et batteri på 150 kWh, som vil være mye mindre og lettere enn i dag, og de vil koste mye mindre. Hvis stempelmotoren har vanskelig for å dø, kan svovelbatteriet få fart på utfasingen.

Hemmelig belegg løser et problem

At batterier basert på svovel og litium - LiS – har hatt et enormt potensial, har vært kjent lenge. Problemet har vært at svovelatomer har hektet seg på litiumionene og ødelagt mobiliteten deres i cellene. Mange har prøvd å komme seg rundt dette problemet, og mange har feilet. Det har ikke Theion, sier de.

Theion-sjef Ulrich Ehmes har jobbet med Morrow i Norge. Foto: Theion

– Vi sørger for at svovelet holder seg i katoden i krystallinsk form, og vi bruker litium-metall som anode. Når batteriet lades, flyttes litiumionene fra katoden over til det metalliske litiumet i anoden, forteller sjefen i Theion, Ulrich Ehmes.

– Et av problemene vi har løst, er at det vanligvis skjer en volumøkning i katoden når batteriet lades ut og litiumionene vandrer tilbake til den. Med måten vi har konstruert batteriet på, unngår vi dette ved å gi svovelkrystallene et spesielt belegg.

Ehmes er godt kjent med Norge, for det siste prosjektet han jobbet med før han ble hentet til selskapet, var sammen med Morrow. Selve oppfinneren av batteriet, Marek Slavik – som nå er teknologidirektør i Theion, er også godt kjent med den norske batterisektoren. Han har også jobbet for Graphen Batteries, som nå er en del av Morrow. Det er kanskje ikke så rart at Morrow også har svovelbatterier på sin prosjektliste.

Starter i år

– Vi kommer selvfølgelig å starte i det små og skalere oppover. Nå jobber vi i laboratoriet, men mot slutten av året skal vi kunne levere i begrenset kWh-skala. Vi sikter mot markeder som er villige å betale mye i starten for små og lette batterier. Ett av dem er til å drive brenselpumper i raketter. Jo mindre batteriet veier, jo mer nyttelast får de med seg, sier Ehmes.

Neste år skal de sikte seg inn mot VTOL-passasjerfarkoster (vertical take-off and landing), altså farkoster som ikke trenger en rullebane. Dette er et annet marked hvor batterivekten er svært begrensende. Med vesentlig lettere batterier vil slike kunne fly mye lenger. Mot slutten av neste år vil de også sikte seg inn på mobiler, PC-er og andre portable dingser som trenger lengre batterilevetid.

I 2024 er planen å gå løs på markedet for elektriske fly. Kan de doble eller tredoble energimengden uten å øke vekten, kan det virkelig få fart på elektrifiseringen av den delen av flyflåten som ikke skal på de lengste rutene. Mot slutten av 2024 vil de også begynne samtaler med bilindustrien.

– For å tilfredsstille fly- og bilindustrien trenger vi gigafabrikker. Vi ser for oss en tidsramme rundt 2025 før vi setter i gang slike, sier Ehmes.

Nyttig avfallsprodukt

Svovel, som er en hovedingrediens i Theions Crystal Battery, er ofte et avfallsprodukt fra rensing av kull og oljeforbrenning. Det er rikelig av mineralet i naturen også, og det betyr at prisen er veldig lav.

Theion bruker svovel i krystallinsk form i katoden. Det er både veldig billig og gir unike egenskaper.

– Katodematerialer til NMC-litiumionebatterier koster rundt 20 euro per kilo, og det er liten grunn til at de skal blir mye billigere. Svovelet vi trenger, koster rundt 20 cent per kilo, det vil si 1 prosent av kostnadene. Vi bruker heller ikke aluminium og kobber som strømavtakere. I stedet bruker vi syltynne lag av grafén, som har en fantastisk ledningsevne, både termisk og elektrisk. Det er med på å redusere vekt og kostnader.

I tillegg til svært mye lavere materialkostnader er produksjonsprosessen også mye mer effektiv. Den bruker bare 10 prosent av energien i forhold til vanlige litiumionebatterier.

Elektroingeniøren Ehmes har jobbet mer enn ti år i batteriindustrien og med å etablere produksjon.

– Da jeg ble sjef for Theion, som Marek Slavik etablerte for to år siden, var det fordi jeg virkelig tror på dette. Det kan høres ut som noe som er for godt til å være sant, men jeg mener vi kommer til å nå målene vi har satt oss, sier han.

Les også