Ny testbädd möjliggör nästa steg i grön batteriforskning
Nu tar forskningen om grafenkompositer i batterier ett stort steg framåt. Forskare vid Mittuniversitetet har tillsammans med företagen UMV Coating Systems och Mondi Dynäs utvecklat en testbädd som gör det möjligt att gå från labbforskning till utveckling av demos och pilotproduktion.
– Tack vare testbädden kan vi producera tillräckligt mycket material för att göra demonstratorer i fullskala och därmed ta nästa steg i utvecklingen och forskningen kring batterier baserade på de miljömässigt hållbara materialen grafen och cellulosa, konstaterar Nicklas Blomquist, projektledare, forskare och biträdande universitetslektor vid Mittuniversitetet.
Inom materialforskning är det många steg att ta från tester forskare gör i ett labb till att omsätta forskningsresultaten i storskalig produktion av produkter för en marknad. Därför är testbädden en nödvändig brygga mellan materialforskning kring grafen och cellulosa och applikationsforskningen kring batterier.
– Nu kan vi undersöka materialet på applikationsnivå och se vad det kan leverera i den batteriforskning som pågår på Mittuniversitetet, och även se om det lämpar sig för andra produkter, berättar Nicklas Blomquist.
Utmaning få rätt konsistens
För honom och hans forskarkollegor har den stora utmaningen varit att utveckla en vattenbaserad grafenkomposit med en konsistens som kan bestrykas på papper i ett tjockt lager för att få ett elektriskt ledande skikt med rätt struktur. Samtidigt har det pågått ett sökande efter precis rätt sorts papper som är våtstarkt och inte skrynklar sig av grafenkompositen, som man fann tillsammans med pappersföretaget Mondi Dynäs. Under tiden har UMV Coating Systems utvecklat och anpassat sin bestrykningsprocess i flera omgångar för att möjliggöra den storskaliga bestrykningen på pappret.
Och nu finns en testbädd som klarar av att bestryka grafenkompositer med rätt egenskaper på papper med upp till 600 mm bredd, i hastigheter mellan 30 och 300 meter per minut.
Klarar storskalig produktion
– Vårt mål har alltid varit att forskningsresultaten ska kunna användas i stor skala och denna testbädd möjliggör att innovationer baserade på grafenkompositer även kan vara lämpliga för storskalig produktion. Det öppnar upp för flera olika slags produkter, så som batterier, kontaktytor till elektronik och kanske till och med antibakteriella förpackningar eftersom grafen i sig visat sig vara antibakteriellt, säger Nicklas Blomquist.
Projektet har finansierats av innovationsprogrammet SIO Grafen samt projektparterna UMV Coating systems och Mondi Dynäs. SIO Grafens uppdrag är att verka för att grafen, och andra så kallade 2D-material, med egenskaper som bidrar till en mer miljömässig energiproduktion, energilagring och mer hållbara material, ska utvecklas och användas i industriell skala. SIO Grafen finansieras av Vinnova, Energimyndigheten och Formas.