Kristina Edström

Wallenberg Scholar

Naturvetenskap

Kristina Edström
Professor i oorganisk kemi

Uppsala universitet

Naturens läkning ska inspirera till självlagande batterier

Starka och hållbara batterier är nödvändiga i en framtid med allt mer uppkopplade apparater och utan fossila bränslen. Men när ett batteri används förlorar det gradvis kapacitet. Kristina Edström ska försöka kopiera läkande processer från naturen och skapa batteridelar som kan reparera sig själva.

Uppladdningsbara batterier är en bärande del i bland annat modern elektronik och batteridrivna transportmedel. Men vid varje upp- och urladdning förlorar batteriet lite i kapacitet, på grund av sidoreaktioner som pågår konstant inne i battericellen.

Nu vill Kristina Edström inspireras av processer från naturen för att försöka skapa mer hållbara, i någon mån ”självläkande” batterier. Forskningsområdet är nytt, och oprövat av Kristina Edström som dock har stor erfarenhet av arbete med litiumjon- och natriumjonbatterier, två dominerande batterityper i dag.

I projektet används polymerer, kedjeformade molekyler, som kan bilda svaga så kallade vätebindningar mellan sina kedjor och andra strukturer. Bindningarna kan kopplas till andra polymerer eller till ytor av kol, metall eller oxider som är typiska för elektroder i batterier. Tanken är att de självläkande polymererna ska läggas på elektrodernas yta eller som ett bindemedel i elektroderna, som normalt spricker vid användning, och skydda dem så att de håller längre.

Målet är att lista ut vilka polymerer som är de bästa för ändamålet genom att syntetisera olika varianter och analysera dem elektrokemiskt, genom spektroskopi. Kristina Edström och kollegor ska även utföra modelleringar av gränsytorna mellan elektroder och elektrolyt, det ämne med rörliga joner som omger elektroden, för att se hur polymererna binder till elektrodytorna och reagerar elektrokemiskt.

Elektrolyten i de två batterityperna är i dag salt i organiska lösningsmedel. I projektet ska ett annat alternativ testas; fasta keramiska elektrolyter, som skulle kunna öka säkerheten och energiinnehållet. Även i det arbetet kommer de självläkande polymererna att testas.