Batteriet som ska revolutionera bil- och flygplansmarknaden

– Att minska vikten på en applikation utan att tappa energikapacitet ökar energieffektiviteten. Eftersom efterfrågan på energi växer i takt med elektrifieringen blir detta allt viktigare, säger Markus Zetterström, vd på Sinonus, till Miljö & Utveckling.

Sinonus är ett spinout-företag baserat på forskning från Chalmers och KTH. År 2018 publicerade forskarna sina första resultat, där de visade att kolfiber kan användas som elektroder i litiumjonbatterier – en upptäckt som snabbt fick stor uppmärksamhet. Genombrottet utsågs dessutom till ett av de tio största forskningsgenombrotten det året av Physics World.

– Arbetet leds av Leif Asp, professor vid Chalmers, tillsammans med ett tvärvetenskapligt forskarlag på fem personer med kompetens inom både kraftkompositer och elektrokemi, berättar företagets vd Markus Zetterström.

Det strukturella batteriets uppbyggnad liknar en traditionell battericell, där en positiv och en negativ elektrod är åtskilda av en separator och omges av en elektrolyt. Skillnaden är att Sinonus använder tunna kolfiberfilament i stället för traditionella material som grafit eller aluminium. Dessa kolfiberfilament fungerar både som elektroder och som strukturella förstärkningar, precis som i en vanlig kolfiberkomposit.

– Genom att sätta samman dessa battericeller i serier eller parallellkopplingar kan vi, precis som med vanliga batterier, justera spänning och kapacitet. Samtidigt har vi friheten att utforma batteriet i nästan vilken geometrisk form som helst, vilket öppnar upp för många olika användningsområden, säger Markus Zetterström.

Litiumjonbatteritekniken har utvecklats snabbt, med en kapacitet som har ökat från cirka 75 wattimmar per kilo 1990 till nära 300 wattimmar per kilo i dag. Detta innebär en ökning på 233 procent på 25 år. Samtidigt har batterikostnaden minskat med cirka 14 procent per år.

Sinonus strukturella batteri är inte lika energitätt, med en kapacitet på 30 wattimmar per kilo. Men eftersom det också fungerar som en bärande struktur kan en stor mängd batterikapacitet byggas in i applikationen.

– Vår produkt är inte tänkt att ersätta vanliga batterier direkt, utan snarare de strukturella delar som kan kombineras med energilagring. På lång sikt ser vi stora fördelar med att öka energitätheten och minska vikten i alla typer av rörliga system, där fördelarna ökar ju högre belastning de utsätts för. Applikationer som flygplan och drönare kan dra särskild nytta av detta, och behovet är ännu större för utrustning som ska användas i rymden, säger Markus Zetterström.

Företaget är fortfarande i ett tidigt skede och började först undersöka de kommersiella möjligheterna under 2024. Visionen om en elbil, ett flygplan eller en satellit som drivs av sitt eget chassi ligger därför längre bort. Däremot ser Markus Zetterström att tekniken redan på kort sikt kan användas som ett komplement i olika applikationer.

– I dagens flygplan används flygbränsle för framdrivning, medan generatorer producerar el för exempelvis belysning, ugnar, styrsystem och uppvärmning. Batterier blir snabbt för tunga för flygplan, men om vi kunde ersätta strukturella komponenter som bagagehyllor, stolar eller golv med vårt energilagrande material skulle vi kunna minska belastningen på generatorerna, säger han.

Markus Zetterström ser även potential i den andra änden av spektrumet, där behovet inte handlar om att spara vikt utan om att få in mer batterikapacitet inom en given eller minskad volym. Detta är särskilt relevant för små sensorer och komponenter, där batterier i dag tar upp för mycket plats och begränsar tekniska utvecklingsmöjligheter.

Sinonus tror därför att det största värdet kan skapas i ytterligheterna: både i mycket stora och mycket små applikationer.

– Applikationer i mellansegmentet, som bilar och konsumentelektronik, är intressanta för framtiden. Det är möjligt att göra en laptop lättare eller att öka batterikapaciteten i en bil redan idag – men det kommer till ett högre pris, säger han.

Företagets fokus under den närmaste tiden är att fatta ett strategiskt inriktningsbeslut, eftersom det är en stor skillnad mellan att bygga en produktion för golv i en Airbus A320 och att utveckla små batterier för medicintekniska applikationer.

– Vi vill fokusera på de områden där vår teknik tillför mest värde och där kunder är villiga att investera, säger Markus Zetterström.

Har ni patent?

– En fördel med att vi har bedrivit forskning och arbetat med detta under en längre tid är att vi har flera godkända patent och en stark IP-position. Vår teknologi är unik på marknaden, men samtidigt skulle den få större acceptans om andra aktörer utvecklade liknande lösningar. Vi undersöker nu olika licensmodeller och för även samtal i den riktningen. Att samarbeta med en stor batteritillverkare vore särskilt intressant och utgör en möjlig väg för oss framåt som företag, säger han.

Varför satsar ni inte mer på bildindustrin?

– Bildindustrin är konceptuellt intressant, men samtidigt starkt prispressad, vilket gör det svårt att etablera sig på den marknaden på kort sikt. De fördelar vi kan erbjuda i dagsläget – exempelvis viktreduktion – är attraktiva, men ofta väljer biltillverkare att avstå på grund av kostnadsskäl, på samma sätt som de ibland avstår från att öka batterikapaciteten för att hålla priserna nere, säger Markus Zetterström.

Vad är företagets största utmaning?
x
– För att implementera vår teknik måste applikationen vi integreras i designas om. Dagens batteridrivna produkter är ofta anpassade för standardbatterier, och för att vi ska kunna bli en del av dem krävs att någon tror på vår teknik och ser ett tillräckligt stort värde i att genomföra en omdesign. Detta innebär en stor utmaning, då kunden måste utveckla ny kompetens, anpassa sin produktionsprocess och införa en ny designmetodik, förklarar han.