Marknadsnyheter

Batteriernas inre liv avslöjas i realtid med ny 3D-röntgen

Published

2 år ago

9 mars, 2023

Tanalys

Det krävs nyskapande batteridoktorer för att kunna 3D-röntga ett lovande men lynnigt litiummetallbatteri under drift. Nu har ett forskarlag från Chalmers i realtid lyckats följa hur litiumet i en battericell beter sig vid upp- och urladdning. Den nya metoden kan bidra till både säkrare och mer energieffektiva batterier i våra framtida bilar och prylar.

– Vi har öppnat ett nytt fönster för att kunna förstå – och på sikt optimera – framtidens litiummetallbatterier. När vi kan studera exakt vad som händer med litiumet i en battericell i drift får vi viktig kunskap om vad som påverkar det inre livet, säger Aleksandar Matic, professor vid institutionen för fysik på Chalmers och ledare för den vetenskapliga studie som nyligen publicerades i Nature Communications.

Det finns stora förväntningar på att nya batterikoncept, som litiummetallbatterier, ska kunna ersätta dagens litiumjonbatterier. Målet är att få fram mer energitäta, lätta och säkra batterier som tar oss längre till en lägre kostnad – både ekonomiskt och miljömässigt. Till exempel brukar fastfasbatterier, litiumsvavelbatterier och litiumsyrebatterier lyftas fram som lovande alternativ. Alla dessa koncept bygger på att den ena batteripolen, anoden, består av en tunn folie av metallen litium i stället för grafit som i dagens batterier. Utan grafit blir battericellen lättare och med ren litiummetall på ena batteripolen blir det också möjligt att använda material med hög kapacitet på den andra polen, katoden. Därmed går det att uppnå tre till fem gånger så hög energitäthet.

Litiumet bygger oönskade strukturer

Litiummetallbatterier brottas dock med ett avgörande problem. När battericeller laddas upp eller ur lägger sig litiumet inte alltid så slätt och tätt som det ska. Ofta bildar litiumet i stället strukturer som kan liknas vid fluffig mossa där delar av formationen kan tappa kontakten och därmed blir inaktiv. Ibland bildas i stället uppstickande ojämnheter, dendriter, som dels riskerar att nå den andra batteripolen och därmed orsaka en kortslutning, dels att isoleras och bli inaktiva. Därför är det avgörande att förstå när, hur och varför dessa störningar uppstår.

– För att tekniken ska kunna användas i nästa generations batterier behöver vi se hur en cell påverkas av till exempel strömtäthet, valet av elektrolyt eller antalet upp- och urladdningar. Nu har vi ett verktyg för att göra det, säger Chalmersforskaren Matthew Sadd, som tillsammans med kollegan Shizhao Xiong är huvudförfattare till den nya studien.

Spänd förväntan inför första inblicken

Experimentet med att följa hur litiumstrukturer bildas genomfördes vid the Swiss Light Source utanför Zürich i Schweiz. Det var med spänd förväntan som forskarna förberedde sin specialanpassade battericell för att studera när litium deponeras – i realtid och i 3D med hjälp av röntgentomografi. Även om många forskare velat studera litiummetall i en battericell under drift, var det hittills inte någon som kunnat göra det. Om det lyckades innebar det ett stort steg framåt, jämfört med att i efterhand analysera mikroskopibilder.

– Det var magiskt, en riktig wow-upplevelse när vi med egna ögon kunde se att det fungerade vid första försöket. När litiumet skapade stora strukturer, som bergsformationer, kändes det nästan som att vara med i ett månlandarprojekt. Vi har länge velat följa batteriernas inre liv i realtid. Nu är det möjligt, säger Aleksandar Matic.

Viktig pusselbit för storskalig användning

Nu siktar forskarlaget på att testa tekniken på andra batterikoncept och förhoppningen är att den nödvändiga röntgentekniken på sikt även ska finnas på närmare håll, till exempel på det svenska MAX IV-laboratoriet, som är en nationell forskningsanläggning för avancerad röntgenteknik.

– Vi är peppade på att utveckla metoden för att kunna mäta fortare och med högre upplösning för att se finare strukturer. För att kunna använda litiummetallbatterier på ett storskaligt och säkert är detta en viktig pusselbit. Det är många aktörer som tittar på litiummetallkonceptet för sina kommande prototyper, säger Aleksandar Matic.

Mer om forskningen

Mer om dagens och nästa generations batterier

I jakten på nästa generations energitäta och resurssnåla batterier är litiummetallbatterier ett av flera lovande koncept. Förhoppningen är att den nya batteritypen ska ersätta dagens litiumjonbatterier, inte minst i olika typer av elfordon. Målet är att få fram energitäta och säkra batterier som tar oss längre till en lägre kostnad – både ekonomiskt och miljömässigt.
I litiumjonbatterier lagras litiummetallen i ämnet grafit, som i sig inte bidrar till aktiviteten. I litiummetallbatterier har grafiten ersatts av ren litiummetall, vilket gör battericellen mer aktiv, energität och dessutom lättare. Med litiummetall på ena batteripolen blir det också möjligt att använda material med hög kapacitet på den andra polen, katoden. Det hela kan resultera i en battericell med tre till fem gånger så hög energitäthet som dagens batterier.
Fastfasbatterier, litiumsvavelbatterier och litiumsyrebatterier är tre exempel som ofta lyfts fram. I alla dessa koncept behöver litiummetall användas på anodsidan för att matcha kapaciteten i katoden och maximera energitätheten i cellen.
Än så länge bedömer forskarna att genombrottet för nästa generations batterier ligger minst tio år bort.
På Chalmers bedrivs forskning inom en rad projekt inom batteriområdet och forskarna deltar i både nationella och internationella samarbeten som det svenska kompetenscentrumet BASE och den stora europeiska satsningen 2030+ i projektet BIGMAP.

För mer information, kontakta:

Aleksandar Matic, professor, institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola, 031 772 51 76, matic@chalmers.se

Matthew Sadd, forskare, institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola, matthew.sadd@chalmers.se

Shizhao Xiong, forskare, institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola, 076 218 49 51, shizhao.xiong@chalmers.se

Bildtext: Batteriforskare har länge velat studera litiummetall i en battericell under drift. Nu har forskare från Chalmers tagit fram en ny metod för att följa hur litiumet i battericellens ena pol beter sig vid upp- och urladdning. Genom att analysera en specialanpassad battericell med hjälp av röntgentomografi kan forskarna följa batteriets inre liv i realtid i 3D. Den nya metoden kan bidra till både säkrare och mer energieffektiva batterier i våra framtida bilar och prylar.

Foto: Chalmers tekniska högskola

Mia Halleröd Palmgren
Presskommunikatör
031-772 3252
mia.hallerodpalmgren@chalmers.se

________________

Chalmers tekniska högskola i Göteborg forskar och utbildar inom teknik och naturvetenskap på hög internationell nivå. Universitetet har 3 100 anställda, 10 000 studenter och utbildar ingenjörer, arkitekter och sjöbefäl.

Med vetenskaplig excellens som grund utvecklar Chalmers kompetens och tekniska lösningar för en hållbar värld. Genom globalt engagemang och entreprenörsanda skapar vi innovationskraft, i nära samarbete med övriga samhället. EU:s största forskningsinitiativ – Graphene Flagship – leds av Chalmers, liksom bygget av en svensk kvantdator.

Chalmers grundades 1829 och har än idag samma motto: Avancez – framåt.

—

Det är tillåtet att ladda ner, sprida och använda bifogade bilder och illustrationer, om inget annat anges, för publiceringar i samband med Chalmers pressmeddelanden så länge Chalmers och fotograf/illustratör står med som upphovsperson där möjlighet ges. Det är tillåtet att beskära och justera i materialet för att anpassa format för publikation men det är ej tillåtet att omarbeta originalet på ett sådant sätt att det ändrar den ursprungliga innebörden. Materialet är avsett att användas i redaktionellt syfte. Kommersiell användning, som del i marknadsföring av varor och tjänster, är inte tillåten.

Vi vill att Chalmers och våra fotografer och illustratörer namnges i samband med publicering där det är möjligt enligt följande modell:

Foto: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn
Grafik/Illustration: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn

Marknadsnyheter

Regeringen föreslår lättnader i byggkraven för studentbostäder

Published

3 månader ago

18 februari, 2025

Tanalys

Regeringen har beslutat om en lagrådsremiss med förslag till lättnader i byggkraven för studentbostäder. Syftet är att öka möjligheterna till flexibilitet vid byggandet.

– På många studieorter är det svårt för studenter att hitta boende. Därför behöver byggregelverket förenklas. Syftet är att möjliggöra för fler studentbostäder genom sänkta byggkostnader och ökad flexibilitet, säger infrastruktur- och bostadsminister Andreas Carlson.

Förslaget innebär att det blir möjligt att göra undantag från kraven på tillgänglighet och användbarhet i en byggnad som innehåller studentbostäder. Undantagen ska kunna tillämpas vid både nyproduktion och vid ändring av en byggnad.

Det ska vara möjligt att göra undantag för högst 80 procent av studentbostäderna i ett byggprojekt. Minst 20 procent av studentbostäderna ska fortfarande uppfylla gällande krav på tillgänglighet och användbarhet för personer med nedsatt rörelse- eller orienteringsförmåga.

Lagändringen ger större flexibilitet vid byggande av studentbostäder och skapar fler tänkbara sätt att utforma planlösningar. Till exempel kan bostadsytan minskas och fler bostäder rymmas inom en given yta.

De föreslagna undantagen ska inte hindra personer med funktionsnedsättning att vara delaktiga i sociala sammanhang. En studentbostad som omfattas av undantagen ska kunna besökas av en person med nedsatt rörelse- eller orienteringsförmåga.

Regeringen breddar också definitionen av studentbostäder till att inkludera all vuxenutbildning för att göra det möjligt för fler kommuner att erbjuda studentbostäder.

Förslagen föreslås träda i kraft den 1 juli 2025.

Lagrådsremissen: Lättnader i byggkraven för studentbostäder – Regeringen.se

Presskontakt
Ebba Gustavsson
Pressekreterare hos infrastruktur- och bostadsminister Andreas Carlson
Telefon (växel) 08-405 10 00
Mobil 076-12 70 488
ebba.gustavsson@regeringskansliet.se

Marknadsnyheter

“Vi behöver tillsammans enas om vettiga avtal, som sätter standard för branschen”

Published

3 månader ago

18 februari, 2025

Tanalys

Sveriges Radios Kulturnytt gör just nu en mycket välkommen granskning av villkoren i musikbranschen. Igår lyftes artisten Siw Malmkvists situation med ett avtal som inte förnyats på över 60 år. Hennes situation är tyvärr långt ifrån unik. Musikerförbundet har länge uppmärksammat att majorbolagen fortsätter att betala extremt låga royaltynivåer till artister vars kontrakt skrevs på 1960-talet – en tid då digital streaming inte existerade.

– Jag kan intyga att artisterna som talar ut i P1 är långt ifrån ensamma om sin situation och vi uppmanar deras artistkollegor att gå ut med sitt tydliga stöd till de som vågar bryta tystnaden om oskäliga ersättningar, säger Musikerförbundets ordförande Karin Inde.

Musiker och artister skapar det värde som skivbolagen tjänar pengar på, men ändå ser vi gång på gång hur bolagen behåller stora delar av intäkterna. Att en av Sveriges mest folkkära artister, med en karriär som sträcker sig över decennier, fortfarande har en oskälig royalty är ett tydligt bevis på branschens obalans.

– Tystnadskulturen kring prissättning är enbart bra för bolagen. Både artister och musiker skulle verkligen tjäna på att dela med sig till varandra om hur betalningar och dealar verkligen ser ut. Förstås i trygga, egna rum. Det är bara bolagen som tjänar på att vi inte pratar med varandra om pengar, säger Karin Inde.

Stort tack till de modiga artister som ser till att lyfta problematiken! För att vi ska få till en i grunden mer rättvis musikbransch behöver de stora parterna i sammanhanget – skivbolagen, musikerna och artisterna – göra som de flesta andra svenska branscher lyckas med:

– Vi behöver tillsammans enas om vettiga och balanserade avtal, som sätter standard för branschen. Musikerförbundet är redo att göra vår del i arbetet för bättre villkor i musikbranschen, frågan är om skivbolagen är redo, säger Karin Inde.

Karin Inde
Förbundsordförande
karin.inde@musikerforbundet.se
+46 (0)704447228

Musikerförbundet är fackförbundet för professionella musiker och artister. Vi arbetar för förbättrade upphovsrättsliga och arbetsrättsliga villkor och för att våra medlemmar ska få en rättvis del av de värden de skapar i samhället.

Marknadsnyheter

Bönor från egen kaffeskog, sump till jord – Viking Lines nya kaffe gör gott på många olika sätt

Published

3 månader ago

18 februari, 2025

Tanalys

Viking Lines resenärer dricker varje år 8,5 miljoner koppar kaffe. Nu satsar rederiet på ett helt nytt kaffe som ger minskade klimatutsläpp och bättre levnadsvillkor för odlarna. Kaffet från Slow Forest odlas på rederiets egen odling i Laos utan kemiska gödningsmedel, handplockas och rostas därefter i Danmark.

Allt kaffe som serveras på Viking Lines fartyg är nu hållbart producerat Slow Forest-kaffe, odlat på rederiets 75 hektar stora odling på högplatåerna i Laos och rostat i Danmark. Kaffeplantorna odlas bland träd på återbeskogad mark, i stället för på traditionellt skövlade plantager. Viking Lines odling ligger i en kolsänka där målsättningen är att plantera 30 000 träd, vilket innebär nästan 400 träd per hektar. Kaffeskogen förbättrar också den lokala biologiska mångfalden i området.

Odlingen, bearbetningen och rostningen av kaffet hanteras av Slow Forest Coffee. För företaget är det viktigt att produktionskedjan är rättvis och transparent. Utöver miljöfördelarna erbjuder Slow Forest bättre lönevillkor och sjukersättning för byns odlare.

”Den traditionella kaffetillverkningens koldioxidavtryck är stort och merparten av intäkterna går till Europa i stället för produktionsländerna. Vi ville göra annorlunda. Våra kunder vill göra hållbara val, och nu kan de njuta av sitt kaffe med bättre samvete än någonsin tidigare,” berättar Viking Lines restaurangchef Janne Lindholm.

Bönorna till Slow Forest-kaffet får sakta mogna i skuggan av träden, utan kemiska gödningsmedel. De plockas också för hand, vilket avsevärt förbättrar kaffets kvalitet och smak. Viking Lines nya kaffe består till 100 procent av Arabica-bönor, med en balanserad syrlighet samt smak av nötter och choklad. Rostningsprofilen har skapats av den världsberömda danska rostningsmästaren Michael de Renouard.

”Vi valde en mörkrost till fartygets kaffe, vilket passar både finländarnas och svenskarnas nuvarande smakpreferenser gällande rostning. Finländarnas smak gällande kaffe har under de senaste åren utvecklats mot en mörkare rostning. Innan vi gjorde vårt slutgiltiga val testades det nya kaffet i Viking Cinderellas bufférestaurang och personalmässen – och båda testgrupperna gav toppbetyg. Då 8,5 miljoner koppar kaffe bryggs varje år kan inget lämnas åt slumpen!” säger Janne Lindholm.

Viking Lines hållbarhetsmål stannar inte vid produktionskedjan. Kaffesump från fartygen återvinns nämligen som råmaterial för trädgårdsjord. Detta minskar avsevärt användningen av jungfrulig torv vid tillverkningen av mylla.

”Vi har som mål att allt som tagits ombord på fartygen som är möjligt att återvinna ska återanvändas eller återvinnas. Det gäller inte bara kaffet utan även matavfall och till exempel textilier som tas ur bruk. Ett bra exempel på vårt livscykeltänkande är att frityrolja från fartygets restauranger blir till biobränsle för den finska sjöfartsindustrin,” säger Viking Lines hållbarhetschef Dani Lindberg.

Slow Forest Coffee – 5 fakta:

Slow Forest Coffee är ett kaffeföretag som verkar i Laos, Vietnam och Indonesien i samarbete med över 500 lokala kaffeodlare.
Företaget grundades år 2019 av Pinja Puustjärvi, driven av en vilja att skydda skogarna i Laos och stötta lokala odlare. Puustjärvi bodde som barn i Laos på grund av sin fars arbete.
Kaffet odlas i restaurerade kaffeskogar, som binder stora mängder kol och ökar den biologiska mångfalden.
Det är viktigt för företaget att produktionskedjan är ansvarsfull och transparent, samt att verksamheten gynnar både miljön och de lokala samhällena.
Slow Forest Coffee betalar odlarna bättre ersättning än genomsnittet i Laos och erbjuder förmåner som underlättar deras liv: förskottsbetalningar, utbildning och möjligheten att låna pengar från en krisfond.

Mera infomation om Slow Forest Coffee här

Tilläggsinformation:

Janne Lindholm, restaurangchef

janne.lindholm@vikingline.com, tel. +358 400 744 806

Dani Lindberg, hållbarhetschef

dani.lindberg@vikingline.com, tel. +358 18 27 000

Johanna Boijer-Svahnström, informationsdirektör

johanna.boijer@vikingline.com, tel. +358 18 270 00

Christa Grönlund, informationschef

christa.gronlund@vikingline.com, tel. +358 9 123 51