Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nye kobberbatterier skal lagre solens energi

En af fremtidens mest effektive lagringsteknologier skal udvikles i Danmark. Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet har fået en bevilling på 30 millioner kroner til at bygge den næste generation af flowbatterier baseret på kobber.

31.10.2019 | Kim Harel

Forskere vil bruge kobber i en ny type af flowbatterier og dermed skabe en billig, sikker og bæredygtig teknologi til lagring af solenergi til private forbrugere. På billedet ses adjunkt Corneliu Barbu, som står i spidsen for det 30 millioner store EU-projekt. (Foto: Lars Kruse)

Et nyt flowbatteri, som lagrer solens energi både billigt og sikkert, kan blive til virkelighed blandt private forbrugere i løbet af få år. Batteriet er genopladeligt og gemmer elektrisk energi som kemisk energi i tanke med syrebaseret væske, og den frigives igen efter behov, når elektronerne pumpes igennem en ionledende kobbermembran.

Indtil videre har forskerne vist, at lagringsteknologien virker i laboratoriet. De mange EU-millioner skal de bruge til at videreudvikle teknologien, så den bliver klar til el-nettet.

Kobberbatteriet kan dermed få stor betydning for integration af solenergi i vores forsyningssystem allerede i det kommende årti. 

”I Europa har vi nogle meget ambitiøse mål for grøn omstilling, og det haster derfor med at udvikle lagringsteknologier, så vi i langt højere grad kan integrere vedvarende energi i vores almindelige forbrug. Vi har store forventninger til kobberbatteriet,” siger Corneliu Barbu, adjunkt, Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet. 

LÆS OGSÅ: Intelligent overvågning af industrimaskiner skal spare virksomheder for millioner

Kobber erstatter vanadium

Teknologien bag flowbatterier har været kendt i adskillige år i en udgave baseret på vanadiumholdige væsker. I det nye batteri er disse væsker baseret på kobber, og det løser en række af de udfordringer, der tidligere har spændt ben for lagringsteknologiens kommercielle udbredelse.

”Ulempen ved vanadium er, at det skal opløses i svolvsyre. Kobber er billigere , genanvendeligt og sikkert, og samtidig kan vi opnå en relativ høj grad af energitæthed, der gør det muligt for os også at gøre batteriet meget kompakt,” siger Corneliu Barbu. 

En anden væsentlig fordel ved kobber er, at det er tilgængeligt i rigelige mængder over det meste af Europa. Lagringsteknologien er på den måde helt uafhængig af eventuelle energipolitiske magtspil. 

”Det betyder, at vi i EU vil være helt uafhængige af at skulle importere grundstoffet til batterierne, og det er væsentligt i forhold til at sikre en langsigtet og stabil adgang til energi. Det er et emne, der politisk set er meget vigtigt,” siger Corneliu Barbu. 

Projektet hedder CUBER (copper-based flow batteries for energy storage and renewable integration), og Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet samarbejder med en række virksomheder og universiteter i udlandet om at bygge batteriet i fuld skala og udvikle den elektronik, der skal få det til at fungere optimalt, når det skal kobles på energinettet. 

Kompakt batteri til almindelige husstande

Forskerne forventer, at batteriet opnår en effekt, der gør det muligt at forsyne en almindelig husstand med energi. Størrelsesmæssigt vil det blive så kompakt, at det kan passe ind i et teknikrum i et almindeligt parcelhus.

Den grundlæggende designidé er, at batteriet skal fungere modulært og kunne opbygges som en stak af seriekoblede celler adskilt af kobbermembraner. 

Dermed kan man tilpasse det til et givent behov. Ønsker man at øge effekten, udbygger man stakken som en slags kæmpe sandwich. 

”Vores store udfordring er at få teknologien ud af laboratoriet og videreudvikle den, så den kan fungere i virkeligheden ude hos almindelige forbrugere. Det handler rigtig meget om at sikre en tilstrækkelig høj effekt og en lang levetid målt på antal af op- og afladninger. Vi vil gerne have, at batteriet skal kunne stå en del år, så det bliver en rentabel investering for private forbrugere at gemme solenergi,” siger Corneliu Barbu. 

Han håber, at Danmark med den nye forskningsbevilling fra EU kan opbygge en særlig national ekspertise lagringsteknologi og sætte skub i en international efterspørgsel på kobberbatterier. 

Virksomheden VisBlue skal markedsmodne den nye batteriteknologi, og direktør Søren Bødker er optimistisk. 

”Vi har at gøre med en lovende teknologi og en markedsudvikling med en kolossal efterspørgsel på løsninger, der kan sænke private forbrugeres udledning af kuldioxid. I den kommende projektperiode skal vi løse en række ingeniørmæssige udfordringer, der er afgørende for, om kobberbatteriet kan blive en succes. Men vi tror på, at det kan lade sig gøre, og vi har et tydeligt proof of concept i laboratorieskala.” 

 

MERE INFORMATION

Projektet hedder CUBER og har fået 4 mio. Euro i støtte fra EU's Horizon 2020 rammeprogram for forskning.

Projektet varer fire år. 

Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet leder projektet og samarbejder med Fraunhofer Institute ICT, Aalto University, University of Bologna og den danske spinout-virksomhed VisBlue samt en række andre udenlandske virksomheder. 

Virksomheden VisBlue har lavet en præsentationsvideo, der viser princippet bag redox flowbatterier, som i dag er baseret på vanadium.

ASE