Norskutviklet maskin skal kunne produsere batteriingrediens til halv pris

I likhet med mange andre batteriråstoffer produseres hardt karbon primært i Øst-Asia og spesielt i Kina. Batteriselskapet Beyonder håper at den nyutviklede teknologien skal bidra til produksjon også i Europa.

Maskinen mates med sagflis eller annet biologisk materiale fra en trakt i toppen. I bunnen kommer det ut et svart pulver med gode energilagringsegenskaper.

Prosessen inni maskinen består av fire steg, forklarer Beyonders senioringeniør Jacob Ponniah:

• Fortørking av sagflisen.
• Varmebandling uten oksygen (pyrolyse).
• Høytemperaturbehandling på 1000 til 1600 grader celsius.
• Metning av materialet med gass for å forbedre energilagringskapasiteten.

Ifølge Ponniah skal maskinen produsere hardt karbon om lag 50 prosent billigere og med 30 til 50 prosent lavere energiforbruk enn dagens kommersielle produksjonsmetoder.

Alternativ til grafitt

Hardt karbon brukes som anodemateriale. I litium-ion-batterier brukes primært naturlig eller syntetisk grafitt, mens hardt karbon har i hovedsak blitt brukt i natrium-ion-batterier.

Beyonder vil bruke hardt karbon i sine litiumbatterier.

I litium-ion-batterier kan hardt karbon gi mer stabil temperatur slik at risikoen for overoppheting reduseres, men energitettheten per kilo batteri blir da lavere.

– Men hvis man tenker på alt som bidrar med masse i et batteri, er dette noe som bidrar lite til vekten, sier Steven Boles, professor i energi og prosessteknikk ved NTNU.

Kan kombineres

Ifølge ham går det ikke an å si at hardt karbon eller grafitt er bedre eller dårligere enn det andre. Hardt karbon har litt andre egenskaper enn grafitt fordi det har en litt mer uordnet atomstruktur, noe som kan gi raskere utladning av batteriene.

Utviklingen av hardt karbon-maskinen er en del av et Forskningsrådet-støttet prosjekt der Boles har vært involvert.

Forbrukerne vil ikke merke forskjellen, tror han, men det kan tenkes at for eksempel bilprodusenter kan kombinere grafitt- og hardt karbon-batterier. Med smarte styringssystemer kan de da utnytte fordelen med begge materialene for å lage bedre biler.

Europeisk verdikjede

Batteriselskapet vil ikke produsere hardt karbon selv, men ønsker å finne en partner som kan bidra til å utvikle en europeisk verdikjede.

– Beyonder sin kjernekompetanse og strategi er utvikling og produksjon av batterier, ikke storskala kommersiell produksjon av batterimaterialet, sier Ponniah.

TU har tidligere skrevet om at selskapet utvikler oppskriften til batteriene, men at selve produksjonen foregår i Kina.

En produksjonslinje med den nye teknologien skal kunne produsere 3000 tonn hardt karbon i året.

Batteriprodusenten mener hardt karbon-produksjonen basert på sagflis vil være mer bærekraftig enn store deler av den eksisterende produksjonen som baserer seg på petroleum og kull.

Boles tror det er smart av Beyonder å bruke hardt karbon istedenfor grafitt i litiumbatterier for å skille seg ut i floraen av batteriprodusenter.

WAI Envionmental Solution og Bergene Holm har bidratt med biokull og sagflis og kompetanse i prosjektet.