JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
lördag 27 november 2021 VECKA 47

Klassiska alkaliska batterier baserade på zink och mangandioxid fungerar dåligt att ladda. Det svenska uppstartsföretaget Enerpoly har löst problemet. Just nu bygger företaget en pilotlina som ska tillverka demoprodukter. De första ska vara klara till årsskiftet. Siktet är ställt på lösningar för stationär energilagring, där kostnad, säkerhet och hållbarhet är de tre grundpelarna.

– När du köper ett alkaliskt batteri är det fullt laddat. Sen används det och återvinns. I princip skulle du kunna återuppladda det när det är fullt urladdat. Problemet är att kapaciteten hos dessa batterier försämras väldigt snabbt när det laddas upp igen, förklarar Mylad Chamoun, teknikchef och medgrundare av Enerpoly.

Mylad Chamoun

Ett alkaliskt batteri består huvudsakligen av fyra delar: zink som negativ elektrod, mangandioxid som positiv elektrod, en alkalisk lösning som elektrolyt och en separator.

Här är det mangandioxiden som är begränsande. Den bildar snabbt ett elektrokemiskt inaktivt material när batteriet laddas upprepade gånger. Det går helt enkelt inte längre att få tillbaka energin.

– Det som utmärker oss är att vi har överkommit problemet med uppladdningsbarheten av den positiva elektroden, det vill säga mangandioxidsidan, säger Mylad Chamoun, och adderar:

– Inom detta har vi skickat in vårt första patent, för att skydda de material som vi har utvecklat.

Här vill Enerpoly in

Stockholmsföretaget Enerpoly siktar på att leverera batterier som kan användas för stationär energilagring. Det betyder att storlek och vikt inte är lika kritiskt som hos batterier som ska in i elfordon. Istället är kostnad, säkerhet och miljövänlighet prioriterade egenskaper.

– Det två mest mogna uppladdningsbara batteritekniker är idag blysyra- och litiumjonbatterier. Vår energidensitet befinner sig någonstans där emellan. Vi kommer aldrig att kunna nå litiumjonbatteriernas energidensitet. Det är inte teoretiskt möjligt, men vi vet definitivt att vi är bättre än ett blysyrabatteri, säger Mylad Chamoun.

Företagets ambition är alltså att ersätta dagens blysyrabatterier som har en enorm marknad, även om inte många talar om den. Denna typ av batterier är vanliga i industriella miljöer, exempelvis som reservkraft i mobilnätens basstationer.

– Blysyrabatterier är vår främsta konkurrent. Om dessa batterier används fullt ut dagligen talar man om en livslängd på cirka tre till fem år. Vi avser att erbjuda dubbla livslängden till en lägre kostnad.

Likaså ser Enerpoly stor potential i olika typer av energilagringslösningar som ännu inte riktigt har slagit igenom. Det handlar om allt från extremt stora energilager som användas för att stabilisera elnätet, till mindre anläggningar i enskilda hushåll och kommersiella fastigheter.

Ett scenario kan vara en privatperson som köper ett energilager i kombination med en solcellsanläggning.

– Det fiffiga är att ett energilager tillför fler funktioner än att bara jämna ut energifördelningen över ett dygn. Den allra största nyttan som man talar om idag är att kapa effekttopparna, säger Mylad Chamoun och förtydligar:

– Energibolagen tar väldigt höga kostnader för effekttoppar. Det kan du undvika med energilager.

Hög kostnad är också det som hittills bromsat energilagrets framfart, menar Enerpoly och jämför med solcellsmarknaden.

För tio år sedan var det få som investerade stort i solceller, medan det numera investeras tungt i området. Anledningen är att priset på solceller minskat drastiskt.

– Samma scenario ser vi inom energilagring för privata hushåll, men även för kommersiella fastigheter. Idag är sällan investeringen ekonomiskt försvarbar, återinvesteringstiden är alltför lång, säger Mylad Chamoun, och konstaterar:

– Där kan vi göra skillnad.

Mylad Chamoun har forskat inom batteriteknik i snart tio år. Åren mellan 2013 och 2015 tillbringade han i USA. Det var där hans intresse för att hitta en lösning på hur man kan ladda alkaliska batterier väcktes.

 – Ur ett batteriprestandaperspektiv är alkaliska batterier väldigt bra. De använder tillgängliga material som är billiga. De har bra egenskaper när det gäller miljövänlighet och hållbarhet, och det finns redan en väl utbyggd infrastruktur för återvinning. Det var det som lockade mig i projektet jag jobbade med i USA.

Väl hemkommen kom nya forskningsrön som gjorde att Mylad Chamoun drog igång ett sidoprojekt parallellt med sin doktorandtjänst på Stockholms universitet. Många timmar i labbet gav så småningom resultat.

– Det ledde till Enerpoly som jag grundat tillsammans med kollegan Samer Nameer.

Mylad Chamoun vill inte gå in i detalj på hur företaget lyckats förhindra att det elektrokemiskt inaktiva materialet bildas vid katoden, men en pusselbit är att skapa en surare elektrolyt.

Det företaget utvecklat är ett zinkjonbatteri som kan laddas åtminstone ett antal tusen gånger med bibehållen hög kapacitet. I ett zinkjonbatteri är det zinkjonerna som är en av energibärarna likt litium som är energibärare i litiumjonbatterier.

– Vi känner till ett annat företag som utvecklar ett zinkjonbatteri snarlikt oss, och det är ett uppstartsföretag i Kanada.

Sedan starten 2018 har Enerpoly vuxit till nio personer. Idag sitter de på två håll – dels i affärsacceleratorn Stings lokaler (Stockholm Innovation & Growth), och dels i KTH:s inkubatorlab Greenhouse Labs där företaget utvecklar prototyper.

I dagsläget arbetar företaget med två parallella projekt. Det ena är ett EU-projekt med fokus på kommersialisering. Det andra är ett demonstrationsprojekt finansierat av Energimyndighet med 3,8 miljoner kronor.

Det sistnämnda projektet är ett samarbete mellan Enerpoly, Polarium, Uppsala universitet och KTH. Polarium, som tidigare hette Incell, utvecklar och tillverkar litiumjonbatterier för stationära energilagringstillämpningar.

Samarbetet ska resultera i en energilagringsprototyp som ska tillverkas på Greenhouse Labs.

– På Greenhouse Labs håller vi just nu på att bygga upp en produktionslina. I den ska vi tillverka prototyper som vi avser att demonstrera mot slutet av detta år. Därefter ska vi pilottesta produkterna under nästa år, förklarar Mylad Chamoun.

Han påpekar att det som byggs på KTH-området är en pilotlina, inte labbskala.

– Rent teoretiskt kan vi med vår blivande pilotlina tillverka runt 50 kWh/år. Det tar oss inte långt om vi vill nå volym, utan vårt syfte är att ta fram produkter så att vi kan demonstrera tekniken för framtida kunder.

En viktig detalj i det hela är att den kommande produktionslinan blir en mer eller mindre exakt kopia av det industrin använder idag.

Här har grundarna till Enerpoly tänkt till redan från början. Istället för att försöka bygga egen kapitalkrävande produktionskapacitet planerar de för en licensieringsmodell.

För att enkelt kunna ta det steget har teamet anpassat sin tillverkning till den produktionsmetod som används i industrin för litiumjonbatterier. Det enda som skiljer är materialen som ingår.

– Vi använder samma rulle-till-rulle-metod som vid tillverkning av litiumjonbatterier. Just den metoden används redan i väldigt stor skala och det har också visat sig att skalbarheten i produktionstakten är väldigt bra.

På frågan om vilka de största utmaningar som företaget ser framåt är blir svaret snabb marknadsacceptans.

– Vi har sett att många misslyckas med att få acceptans för nya teknologier som introducerades till marknaden för att de inte kan skalas upp utan besvär.

För att inte hamna där har företaget beslutat att enbart arbeta med material som är lättillgängliga och som kan återvinnas. Likaså ska tillverkningsprocessen vara välkänd och anpassad till dagens standard.

En självklarhet är dessutom att produkterna som utvecklas är modulära. De ska exempelvis kunna användas som byggklossar i ett system för ett hushåll, men också i en stor containerlösning likt Vattenfalls pågående energilagringsprojekt i Uppsala.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

– Genom en licensieringsmodell kan vi dessutom fortsätta att fokusera på vår kärnkompetens, som är forskning och teknisk utveckling, säger Mylad Chamoun, och fortsätter:

 – Vår strategi är att ingå i partnerskap med de rätta batteritillverkarna, för att föra över tekniken. Troligtvis kommer det att bli företag som idag tillverkar eller planerar att tillverka litiumjonbatterier, men som inte fokuserar på elfordonsmarknaden för deras produktionslinor är redan fullt ockuperade.

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus