Jonledande polymerer som elektrolyter i litiumbatterier
Energilagring i litiumbatterier är en lovande möjlighet för framtiden. Josefina Adebahr på Chalmers har studerat litiumjonledande elektrolyter på molekylär nivå för användning i batterier.
Människans konsumtion av energi orsakar många stora miljöproblem, t ex växthuseffekt, surt regn och smog. Dessutom förutspås en dramatisk ökning av energikonsumtionen de närmaste 20 åren, dels på grund av U-ländernas industrialisering, dels på grund av västvärldens ovilja att minska sin energikonsumtion. Samtidigt uppskattas jordens olje- och gasreserver endast räcka ytterligare 50-100 år. Därför finns ett stort behov av alternativa miljövänliga energikällor. De mest lovande av de långsiktigt hållbara alternativen är vindkraft och solenergi, som redan är i bruk i liten skala. Ett storskaligt bruk kräver emellertid effektivare sätt att lagra energi. Ett lovande koncept för energilagring är energitäta litiumbatterier.
Josefina Adebahrs doktorsavhandling behandlar struktur, dynamik och växelverkan på molekylär nivå i litiumjonledande elektrolyter för batteriapplikationer. Syftet är att ge en mikroskopisk bild av makroskopiska egenskaper, t ex konduktivitet, hos materialen. Tre olika typer av elektrolyter har studerats, fasta polymerelektrolyter, polymera gelelektrolyter samt plastiska kristaller. Ramanspektroskopi har använts för att studera växelverkan mellan polymeren och katjonerna i olika system. Denna teknik har också använts för att undersöka hur tillsats av nanometerstora keramiska partiklar påverkar elektrolyternas struktur och dynamik. Rörligheten hos de olika komponenterna i elektrolyterna samt andelen av konduktiviteten som beror på katjonerna är av yttersta vikt för elektrolytens prestanda i ett batteri. Dessa egenskaper har studerats med NMR.
Plastiska kristaller som elektrolyter i litiumbatterier är en relativt ny idé. I avhandligen presenteras en grundläggande studie av dessa system.
Avhandlingen “Molecular Interactions and Dynamics in Lithium Conducting Electrolytes”, försvaras vid en offentlig disputation på Chalmers i december 2002.
Kontaktinformation
Mer information:
Josefina Adebahr, Experimentell fysik, Chalmers tekniska högskola,
tel: 031-772 3635, e-post: josefina@fy.chalmers.se
