Flytt deg, litium: Aluminium- og svovelbatteri utløysar ein energirevolusjon

I januar 2024 rapporterte ein studie i Nature Communications om eit aluminium–svovel-batteri som opererte ved 85 °C med ein smelta kloraluminat-elektrolytt, og som bevarte 85,4 % av kapasiteten etter 1 400 syklusar ved 1C.
Stanfords aluminium-ion-batteriprototyp frå 2015 brukte ein aluminium-anode og ein grafitt-katode, noko som mogleggjorde ultrarask lading (omtrent eitt minutt) og over 7 500 syklusar ved om lag 2 V.
I 2014 demonstrerte Phinergy ein bil som kunne køyre om lag 1 100 mil ved bruk av aluminium-luft-batteri.
Aluminium-luft-batteri tilbyr om lag tre gongar så høg energitetthet per vekt som litium-ion-batteri.
I januar 2023 demonstrerte Argonne National Laboratory Li–S-celler med eit redoksaktivt mellomlag som nesten eliminerte shuttle-effekten og mogleggjorde 700+ syklusar.
Litium–svovel-celler har vist energitettheiter rundt 400–500 Wh/kg i laboratorium, og NASAs SABERS-prosjekt har som mål om lag 500 Wh/kg for elektrisk luftfart.
I august 2022 presenterte MITs Donald Sadoway eit aluminium–svovel-batteri med aluminium-anode og svovel-katode, der dei brukte smelte-salt-elektrolyttar for å mogleggjere lågkost, trygg drift.
I oktober 2024 annonserte Lyten planar om å byggje verdas første Li–S-batteri-gigafabrikk i Nevada, med mål om 10 GWh/år innan 2027.
I mars 2025 henta Theion inn 15 millionar euro for å skalere krystallinsk-svovel Li–S-celler, og hevda tredobbel energitetthet samanlikna med Li-ion, ein tredel av kostnaden, og ein tredel av CO₂-utsleppa, med planar om å gå frå myntceller til større poseceller.
I 2023 viste Phinergy og Indian Oil Corporation fram Indias første aluminium-luft-drevne køyretøy, noko som signaliserer mogleg marknadsutrulling.

Førestill deg batteri laga av vanleg aluminiumsfolie og svovelpulver, som kan driva alt frå heimar til elbilar til ein brøkdel av dagens kostnader. Aluminium- og svovelbaserte batteri er i ferd med å bli lovande alternativ til tradisjonelle litium-ion-celler, og tilbyr freistande potensial for billegare, tryggare og meir berekraftig energilagring. I denne rapporten ser vi nærare på kva desse aluminium- og svovelbatteria er, korleis dei fungerer, dei ulike typane som er under utvikling (inkludert ein spennande kombinasjon av aluminium og svovel), fordelane og utfordringane, dei viktigaste aktørane bak gjennombrota, og korleis nylege innovasjonar i 2024–2025 kan forvandle rein energi og elbilar. (Alle kjelder er oppgitt for truverd.)

Kva er aluminium- og svovelbatteri?

Aluminiumbatteri og svovelbatteri representerer to breie familiar av neste generasjons oppladbare batteriteknologiar som har som mål å løyse avgrensingane til dagens litium-ion-batteri. Enkelt sagt brukar dei aluminium eller svovel (eller begge) i dei elektrokjemiske reaksjonane sine i staden for å berre basere seg på litiumbasert kjemi. Akkurat som alle batteri har desse tre hovuddelar – ein positiv elektrode (katode), ein negativ elektrode (anode), og ein elektrolytt imellom som fraktar ion under lading og utlading. Den viktigaste skilnaden er kjemien: i aluminiumbatteri fungerer metallet aluminium ofte som anode (og i nokre design leverer det ladningsberande ion), medan i svovelbatteri fungerer grunnstoffet svovel vanlegvis som katodemateriale som tek imot ion frå ein metallanode (som litium eller natrium).

Kvifor utforske aluminium eller svovel? Begge elementa er utruleg rikelege og billege samanlikna med litium og kobolt som blir brukt i Li-ion-celler. Aluminium er det mest rikelege metallet i jordskorpa og har ein svært høg teoretisk kapasitet for å lagre ladning (kvar Al-atom kan frigjere 3 elektron, noko som gir det ei ladekapasitet på 2,98 Ah per gram, som er enormt) nature.com. Svovel er eit av dei billegaste ikkje-metalliske elementa (ofte eit biprodukt frå oljeraffinering) og kan binde seg til to litiumion per atom, noko som gir svært høgt potensial for energilagring nature.com, anl.gov. I prinsippet kan batteri som brukar aluminium eller svovel lagre meir energi for ein gitt vekt og koste mykje mindre enn dagens litium-ion-batteri. Som forskarar ved Argonne National Laboratory forklarar, “Svovel er ekstremt rikeleg og kostnadseffektivt og kan lagre meir energi enn tradisjonelle ionebaserte batteri.” anl.gov På same måte er aluminium billeg, lett tilgjengeleg og lagrar ladning tett både etter vekt og volumnature.com.

Ein annan stor motivator er tryggleik og berekraft. Litium-ion-batteri brukar brennbare organiske væskeelektrolyttar og krev ofte sjeldne metall (som kobolt, nikkel, litium) som skaper utfordringar i forsyningskjeda og etiske problemstillingar. Til samanlikning kan mange aluminium- og svovelbatteridesign bruke ikkje-brennbare elektrolyttar (som ioniske væsker eller smelta salt) og unngå konfliktmineral. Til dømes brukar eit nyleg litium-svovel-batteridesign berre “rikt tilgjengelege lokale materialar, og eliminerer behovet for utvunne mineral som nikkel, kobolt, mangan og grafitt,” ifølgje batteristartupen Lyten lyten.com. MIT-professor Donald Sadoway – ein leiande batteriinnovatør – har eksplisitt leita etter “billege, jordriktige” ingrediensar for å finne opp noko “mykje betre enn litium-ion”, og har landa på aluminium til anoden og svovel til katoden i si nyaste batterikjemi news.mit.edu.

Kort sagt er aluminium- og svovelbatteri eit forsøk på å lage eit billege, tryggare og meir etisk batteri ved å bruke element som er rikelege (ingen global forsyningskrise), billege og har høg kapasitet i seg sjølv. No skal vi sjå nærare på korleis desse batteria fungerer i praksis og dei ulike typane som er under utvikling.

Korleis fungerer dei? (Batterigrunnleggande forklart enkelt)

Aluminiumsbaserte batteri brukar vanlegvis aluminium som anode. Når batteriet vert utlada, gir aluminiumsmetallet frå seg elektron (som produserer elektrisk straum) og aluminiumion (Al³⁺) som reiser gjennom elektrolytten til katoden. Avhengig av batteritype, vil desse aluminiumiona anten interkalere (setjast inn) i eit katodemateriale eller reagere med det. Til dømes, i eit aluminium-ion-batteri, flyttar Al³⁺-ion seg inn i eit lagdelt katodemateriale (som grafitt eller eit metalloksid) og ut att under opplading news.stanford.edu. I eit aluminium-svovel-batteri, reagerer aluminiumiona med svovel ved katoden og dannar aluminium-svovel-forbindelsar under utlading, og går så tilbake til aluminiumsmetall ved opplading nature.com. Og i aluminium-luft-batteri, reagerer aluminiumsmetall med oksygen frå lufta ved ein spesiell katode, og produserer aluminiumoksid eller hydroksid – ein reaksjon som frigjer elektrisitet heilt til aluminiumsanoden er oppbrukt.

Svovelbaserte batteri har vanlegvis ein svovelkatode saman med ein metallanode (litium er vanlegast, men natrium og til og med magnesium eller aluminium kan brukast). Tek vi litium-svovel (Li-S) som døme: ved utlading gir litiumatom ved anoden frå seg elektron og vert til litiumion (Li⁺) som reiser gjennom elektrolytten til svovelkatoden. Svovelet (S₈-molekyl) der vert omdanna til litiumsulfid (Li₂S) ved å ta opp litiumion – i praksis suger svovel til seg litiumion og elektron for å danne nye sambindingar, og lagrar energi i dei kjemiske bindingane. Under opplading går prosessen motsett veg: litiumiona forlèt svovelet og går tilbake til anoden, og svovel vert regenerert. Sidan kvart svovelatom kan binde to litiumatom, og S₈-ringane kan brytast opp til ulike litium-polysulfid-molekyl, kan Li-S-batteri i teorien lagre 3–5 gongar meir energi per vekt enn Li-ion. Natrium-svovel (Na-S)-batteri fungerer på same måte med natriumion og dannar vanlegvis natriumpolysulfid eller natriumsulfid.

I alle desse batteria vandrar ion fram og tilbake gjennom ein elektrolytt medan elektron flyt gjennom ein ytre krins – det er slik batteriet vert lada og utlada. Elektrolytten kan vere ei væske, gelé eller fast stoff som let iona bevege seg, men tvingar elektrona til å gå gjennom krinsen (som driv eininga di). Viktig å merke seg er at nokre av desse nye kjemitypane krev spesielle elektrolyttar for å fungere. Aluminium-ion-batteri er ofte avhengige av ionisk væske eller smelta salt-elektrolyttar fordi Al³⁺-ion har sterk interaksjon med vanlege løysemiddel. Faktisk vart tidlege oppladbare aluminiumsbatteri først mogleg då forskarar fann ein ionisk væske ved romtemperatur (basert på kloroaluminatsalt) som let aluminiumion gli inn og ut av ein grafittkatode effektivt news.stanford.edu. På same måte brukar litium-svovel-batteri ofte modifiserte væskeelektrolyttar eller faste elektrolyttar for å hindre problem vi skal diskutere seinare (som at svovel lek ut i elektrolytten).

For å oppsummere enkelt: aluminiumsbatteri genererer straum ved at aluminiumsmetallet gir frå seg fleire elektron per atom (utruleg høg ladning per metallatom) og dannar bindingar anten med ein vertskathode eller med oksygen/svovel, medan svovelbatteri genererer straum ved at eit lett, rikeleg grunnstoff (svovel) fangar opp metallion og elektron i energirike sambindingar. Begge designa tek oss vidare enn den eine-lithium-ion-overføringa i dagens batteri, og kan potensielt gi meir kraft per lading. La oss så sjå på dei spesifikke variantane av desse batteria som er under utvikling.

Typar av aluminiumsbaserte batteri

Forskarar utforskar fleire typar batteri som brukar aluminium på ulike måtar:

Oppladbare aluminium-ion-batteri (Al-Ion): Desse batteria brukar aluminium-metall som anode og vanlegvis ein grafittkatode med ein spesiell ionisk væske-elektrolytt. Eit kjent tidleg døme kom frå Stanford University i 2015, der forskarar demonstrerte ein prototype av eit aluminium-ion-batteri med aluminium-anode og grafittkatode i ein ionisk væske. Det viste ultrarask lading (ei lita celle kunne ladast opp på om lag eitt minutt!) og ekstremt lang sykluslevetid (over 7 500 lade-syklusar utan kapasitets-tap) news.stanford.edu. Stanford-cella var òg svært trygg – forskarane kunne bora gjennom posecella utan at ho tok fyr, i motsetnad til litium-celler news.stanford.edu. Men ho hadde lågare spenning (~2 volt, om lag halvparten av spenninga til ei vanleg Li-ion-celle) news.stanford.edu, noko som betyr at fleire celler må koplast i serie for å oppnå nyttige spenningar. Hovudfordel: Al-ion-batteri lovar rask lading, lang levetid og betre tryggleik (ingen brannfarlege komponentar), ved å bruke billege materialar (aluminium og karbon) news.stanford.edu. Pågåande forsking har som mål å auke energitettheita ved å finne betre katodar og elektrolyttar for å auke spenning og kapasitet news.stanford.edu. Fleire grupper verda over (frå Stanford til kinesiske universitet news.mit.edu) utviklar aluminium-ion-teknologi. Til dømes undersøker forskarar ulike katodematerialar (til og med metall-sulfid nature.com) for å lagre aluminium-ion meir effektivt nature.com.
Aluminium-luft-batteri: Aluminium-luft er eit primærbatteri (ikkje oppladbart med straum, men potensielt mekanisk “påfyllbart”) der aluminium reagerer med oksygen frå lufta for å generere elektrisitet. Desse cellene har ein imponerande høg energitetthet fordi katoden berre er omgivande luft – noko som gjer batteriet svært lett. Faktisk kan aluminium-luft-pakkar ha om lag 3 gongar så mykje energi per vekt som litium-ion på systemnivå evreporter.com. Ulempa er at når aluminiumsanoden har oksidert til aluminiumhydroksid eller -oksid, er cella “brukt opp” og treng fersk aluminium for å fortsetje. Dette gjer aluminium-luft meir lik ein brenselcelle eller ein rekkeviddeforlengar: du byter ut ei ny aluminiumsplate (og resirkulerer den brukte) i staden for å lade opp med straum. Selskap som Phinergy i Israel har vore pionerar innan aluminium-luft-system i fleire år. I samarbeid med Indian Oil Corporation testar dei ut aluminium-luft-batteri i elbilar og stasjonære reserveeiningar. I 2023 demonstrerte dei ein liten elbil i India som køyrde over 500 km på aluminium-luft-celler før den trong “påfyll” av aluminiumevreporter.com. Phinergy-sjef David Mayer påpeikar at aluminium-luft-teknologi er “trygg, ikkje-brannfarleg,” krev ingen tung ladeinfrastruktur, og kan “ladast opp” (ved å bytte aluminium) “på nokre minutt” i staden for timar evreporter.com. Ulempa er behovet for å etablere ein heil forsyningskjede for masseproduksjon og resirkulering av aluminiumsplater. Likevel er denne teknologien allereie kommersiell i nisjar: til dømes er Phinergy sine aluminium-luft-einingar tekne i bruk som reservekraft for telekomtårn (i staden for dieselaggregat) i Israel og Europa evreporter.com. Aluminium-luft-batteri vil kanskje ikkje erstatte det oppladbare batteriet i mobilen din, men dei kan brukast som rekkeviddeforlengar for elbilar eller langtidslagring – og gi ein stor energireserve du byter ut med jamne mellomrom.
Aluminium-svovel-batteri: Fascinerande nok kombinerer nokre forskarar aluminium og svovel i eitt batteri – dei brukar aluminium som anode og svovel som katode, med ein smelta salt- eller ionevæske-elektrolytt. Denne hybride tilnærminga prøver å utnytte det beste frå begge elementa: aluminiumet sin høge anodekapasitet og svovelet sin høge katodekapasitet, alt med utruleg billige materialar. I august 2022 presenterte eit team leia av MITs Donald Sadoway eit nytt aluminium-svovel-batteridesign som straks fekk overskrifter for sin låge kostnad og yting. Det brukar smelta klor-aluminat-salt som elektrolytt, som fungerer ved ein moderat temperatur (om lag 110 °C, lik ein varm kopp kaffi) for å halde saltet flytande news.mit.edu. Den oppvarma elektrolytten var eit smart val: ikkje berre er han ikkje brennbar og billeg, han hindrar også dendrittar – desse plagsame metallspissane som kan kortslutte batteri. Som Sadoway sa, det valde saltet “pensjonerte i praksis desse ustyrlige dendrittane, samstundes som det tillét svært rask lading” news.mit.edu. Prototypen hans av aluminium-svovel-cella kunne ladast opp på under eitt minutt utan kortslutning, og gjekk i hundrevis av syklusar med ein estimert kostnad per celle på om lag ein sjettedel av tilsvarande litium-ion-celler news.mit.edu. Dette er ein enorm kostnadsreduksjon, stadfesta av eksterne analytikarar; materialkostnadene for desse batteria kan vere 85 % lågare enn for litium-ion ifølgje Science-magasinet news.mit.edu. Visjonen er å bruke slike celler til stasjonær lagring (t.d. lagring av solenergi til bruk om natta) og kanskje til støtte for hurtiglading av elbilar. Sadoway sitt design blir kommersialisert av ein oppstartsbedrift kalla Avanti, som har som mål å skalere opp cellene og utføre stresstestar i nær framtid news.mit.edu. Samstundes pressar andre grupper aluminium-svovel-konseptet vidare: i januar 2024 rapporterte forskarar i Kina om eit oppladbart Al-S-batteri som kan gå ved 85 °C (rett under kokepunktet til vatn, endå lettare å halde ved like) med utmerka levetid – over 1 400 syklusar med berre 15 % kapasitetsreduksjon, og evne til hurtiglading ved den temperaturen nature.com. Å senke driftstemperaturen under 100 °C betyr at enkel oppvarming med varmt vatn kan halde batteriet i gang, noko som “forenklar i stor grad” termisk styring og opnar for breiare bruk nature.com. Konklusjon: Aluminium-svovel-batteri kan bli ein «game-changer» for nettlagring og kanskje vissepå køyretøy, ved å levere ultrabillige, brannbestandige batteri som brukar jord-abundant aluminium (det mest vanlege metallet) og svovel (det billegaste ikkje-metallet) news.mit.edu.

Typar av svovelbaserte batteri

Fleire batteriteknologiar nyttar svovelkatodar saman med ulike anodar:

Litium-svovel (Li-S)-batteri: Litium-svovel er ein av dei mest studerte “post-litium”-kjemiane på grunn av sitt skyhøge energipotensial. Ein Li-S-celle kan teoretisk lagre opptil 5x så mykje energi per vekt som ein litium-ion-celle, sidan svovel er så lett og kvar svovel kan binde fleire litiumatom. I praksis har Li-S-batteri allereie vist energitetnadar rundt 400–500 Wh/kg (omtrent dobbelt så høgt som Li-ion) i laboratorium businessaviation.aero, apricum-group.com. Dei er òg attraktive fordi dei er svært billige og miljøvenlege – svovel kostar nesten ingenting og er rikeleg, og Li-S-celler inneheld ikkje kobolt eller nikkel. Likevel har akilleshælen til Li-S vore levetid og stabilitet. Tradisjonelle Li-S-prototypar leid av “polysulfid-shuttle”-effekten: mellomliggjande svovelforbindelsar (polysulfidar) løyser seg opp i elektrolytten under syklusen og migrerer til litiumanoden, noko som fører til sjølvutlading, korrosjon og rask kapasitetsnedgang anl.gov. Dei opplever òg betydeleg “pusting” (volumendringar) – svovel utvidar og trekkjer seg mykje saman under lading/utlading, noko som kan skade cellestrukturen reuters.com. Desse problema gjorde at tidlege Li-S-batteri døydde etter berre nokre titals syklusar. Den gode nyheita er at nylege gjennombrot løyser desse problema. Forskarar har utvikla nanostrukturerte karbonkatodar og elektrolyttilsetjingsstoff for å fange polysulfidar og forlenge levetida nature.com. I januar 2023 demonstrerte Argonne National Lab ein Li-S-celle med eit spesielt porøst “redoks-aktivt” mellomlag som nesten eliminerte shuttle-problemet, slik at batteriet kunne tole 700+ syklusar og samstundes halde høg kapasitet anl.gov. “Tidlegare [svovel]batteri undertrykte berre shuttling, men ofra energi. Laga vårt gir lagringskapasitet og undertrykker shuttle,” forklarte Argonne-kjemikaren Guiliang Xu anl.gov. Dette tyder på at Li-S-batteri kan lagast både høg-energi og langliva. Faktisk kappløper selskap no om å kommersialisere dei: Lyten, ein oppstartsbedrift i California, har utvikla ein litium-svovel-celle forsterka med eigne 3D-graphenmateriale og siktar seg inn på nisjemarknader som dronar, romfart og forsvar i 2024–2025 lyten.com. Lyten hevdar at Li-S-batteria deira er 40 % lettare enn dagens litium-ion (og 60 % lettare enn jern-fosfat-batteri) samtidig som dei er billegare i stor skala på grunn av at dei ikkje treng nikkel, kobolt og andre dyre materialar lyten.com. Eit anna selskap, Theion (Tyskland), arbeider med krystallinske svovelkatodar og rapporterte nyleg Li-S-celler med 3× energitettheita til Li-ion, til berre ein tredel av kostnaden, og potensielt ein tredel av produksjonsutsleppa reuters.com. Theion-sjef Ulrich Ehmes sa at batteria deira – som unngår korrosjonsproblem ved å bruke ei stabil form for svovel og eit føreks pandert design – kan vere i elektriske køyretøy “før tiåret er omme” dersom utviklinga held fram som planlagt reuters.com. Kort sagt er litium-svovel-batteri på terskelen til å gå frå laboratorium til marknad, og lovar ultralette, høgenergipakkar for bruk der kvart kilo tel (elektriske fly, langdistanse-elbilar, romfart).
Natrium-svovel (Na-S) batteri: Natrium og svovel kan høyrest ut som eit usannsynleg par (natrium er ekstremt reaktivt, og tidlege Na-S-batteri gjekk varme på 300°C), men denne kjemien har lang tradisjon innan nettlagring. Høgtemperatur Na-S-batteri har vore brukte til energilagring i stor skala i fleire tiår (særleg av NGK i Japan) – dei fungerer med smelta natrium og svovel skilde av ein solid keramisk elektrolytt, og gir god effektivitet og lang levetid for stasjonær lagring. Men behovet for å halde dei på ~300 °C har avgrensa utbreiinga. Nyleg har det kome entusiasme rundt romtempererte natrium-svovel-batteri som kan tilby eit billeg og trygt alternativ for lagring i stor skala. Seinhausten 2022 kunngjorde eit team ved University of Sydney ein “billig batteri med fire gonger kapasiteten til litium-ion” ved å bruke eit nytt romtemperatur Na-S-design sydney.edu.au. Ved å bruke ein porøs karbon-elektrode og ein enkel termisk behandling (pyrolyse) for å lage ein meir reaktiv form for svovel, oppnådde dei superhøg kapasitet og ultralang levetid ved romtemperatur, og overvant Na-S si tidlegare “trege” yting sydney.edu.au. Leiande forskar Dr. Shenlong Zhao sa at dette natrium-svovel-batteriet “har potensial til å dramatisk redusere kostnadene og samtidig gi fire gonger så mykje lagringskapasitet. Dette er eit viktig gjennombrot for utviklinga av fornybar energi…” sydney.edu.au. Natrium og svovel er faktisk endå meir rikeleg og billeg enn litium, så eit vellukka Na-S-batteri kan bli eit stort pluss for energilagring på nettet – og mogleggjere store batteri for vind-/solparkar til minimal kostnad. Sjølv om Na-S-celler ikkje kan måle seg med Li-ion for kompakte elbilbehov (natrium er tyngre, og desse cellene er for tida i større format), kan dei bli ein kritisk del av den reine energiinfrastrukturen, og tilby trygg og billeg lagring når sola ikkje skin eller vinden ikkje bles sydney.edu.au. Det blir forska vidare på romtempererte Na-S-batteri over heile verda (Kina, Australia, Europa) for å gjere dei klare for kommersialisering.
Andre svovelbaserte batteri: Ut over Li-S og Na-S har forskarar eksperimentert med svovelkatodar i kombinasjon med andre metall som magnesium eller kalsium, og til og med å pare svovel med aluminium (som diskutert tidlegare). Desse multivalente metall–svovel-batteria (der metallionet har meir enn éin ladning, t.d. Al³⁺ eller Mg²⁺) er attraktive av same grunn som aluminium eller svovel åleine – overflod og høg kapasitet – men dei møter endå meir krevjande kjemi og er stort sett på eit tidleg forskingsstadium advanced.onlinelibrary.wiley.com. Til dømes slit magnesium-svovel-celler med elektrolyttkompatibilitet og treig kinetikk. Faststoff-svovelbatteri er ein annan banebrytande variant: ved å bruke ein fast elektrolytt (ofte ein sulfid eller polymer), prøver forskarar å lage Li-S-celler som er tryggare (utan brennbar væske) og som heilt undertrykkjer polysulfid-shuttling onlinelibrary.wiley.com, businessaviation.aero. NASA har aktivt utvikla eit faststoff litium-svovel-batteri (prosjekt SABERS) med ein svovel-selen-katode og ein ny type fast elektrolytt, og har oppnådd energitettingar på ~500 Wh/kg, eigna for elektrisk luftfart businessaviation.aero. Appellen til svovel – lett, rikeleg, kraftig – har plassert det i sentrum av mange framtidsretta batterikonsept.

No som vi har dekt landskapet av aluminium- og svovelbatteritypar, kan vi samanlikne korleis desse teknologiane står seg mot dei dominerande litium-ion-batteria og kva unike fordelar dei tilbyr.

Viktige fordelar og fortrinn over litium-ion

Både aluminium- og svovelbaserte batteri lovar store fordelar når det gjeld kostnad, berekraft og yting dersom utviklinga deira held fram med å lukkast. Her er dei viktigaste fordelane:

🌎 Rikelege, billege materialar: Aluminium og svovel er både billige og rikeleg tilgjengelege nesten overalt. Aluminium er det mest rikelege metallet i jordskorpa, og svovel er eit vanleg biprodukt frå raffinering. Dette betyr at materialkostnadene kan bli drastisk lågare. Ein rapport frå Science peika på at råmateriala til eit aluminium-svovel-batteri kan vere 85 % billigare enn for litium-ion-batteri news.mit.edu. Theion (eit svovelbatteri-startup) hevdar òg at cellene deira vil koste berre ein tredel så mykje som Li-ion-celler reuters.com. Med Sadoway sine ord er desse batteria “etisk utvunne, billige, [og] effektive” news.mit.edu – dei unngår dyre metall som ofte er knytt til problematiske gruveprosessar. Bruk av rikelege ressursar betyr òg færre flaskehalsar i forsyninga; vi vil ikkje møte mangel på litium eller kobolt om aluminium- og svovelbatteri slår gjennom.
🔥 Betra tryggleik (ikkje brennbare): Mange neste-generasjons aluminium/svovel-batteri er designa for å vere mykje tryggare. I staden for brennbare organiske elektrolyttar, kan dei bruke uorganiske smelte-saltar eller faste elektrolyttar som ikkje tek fyr news.mit.edu. Aluminium-ion og aluminium-svovel-celler demonstrert av Stanford og MIT “vil ikkje ta fyr, sjølv om du borer gjennom dei” eller opererer ved høg temperatur news.stanford.edu, news.mit.edu. På same måte kan svovelkatodar saman med faste eller gel-elektrolyttar motstå termisk rømming betre enn vanlege Li-ion. Phinergy sitt aluminium-luft-system er i seg sjølv ikkje brennbart og “trygt, ikkje brennbart” i bruk evreporter.com. Auka tryggleik vernar ikkje berre brukarane, men gjer òg transport og produksjon enklare (ein treng ikkje dyre kjøle- eller brannsløkkingssystem i batteripakkar).
⚡ Høg energitetthet og låg vekt: Begge kjemitypane tilbyr potensialet for høgare energilagring per vekt enn dagens batteri. Litium-svovel-batteri, til dømes, har oppnådd ~500 Wh/kg i prototypar businessaviation.aero – omtrent dobbelt så mykje som dei beste Li-ion, noko som gjer det mogleg med mykje lettare batteripakkar. Lyten rapporterer at deira Li-S-celler vil vere opptil 40 % lettare enn Li-ion-pakkar for same energimengde lyten.com. Theion siktar mot 3x energitettheita til Li-ion reuters.com. For elbilar og fly kan dette bety lengre rekkevidde eller høgare nyttelast for same batterivekt. Aluminium-luft er heilt i toppen når det gjeld energitetthet (det vart brukt til å setje ein rekord på 1 100 miles med elbil på ein enkelt aluminium-luft “tank” for nokre år sidan), sjølv om det krev påfylling. Sjølv aluminium-ion-batteri, sjølv om dei har lågare teoretisk energi enn Li-S, kan utmerke seg i effekttettleik – Stanford si celle kunne fulladast på eitt minutt news.stanford.edu, noko som peikar mot batteri som kan ladast like raskt som å fylle ein bensintank. Kort sagt kan desse teknologiane levere anten mykje meir energi (for langvarig bruk) eller mykje raskare utladings-/ladingshastigheit enn Li-ion, eller begge delar.
🔋 Potensial for lang sykluslevetid: Riktig konstruert kan aluminium- og svovelbatteri vare like lenge eller lenger enn Li-ion. Aluminium-metallanodar dannar ikkje same type dendrittar som litium (særleg med rett elektrolytt) news.mit.edu, så dei kan vere svært haldbare. Stanford sin Al-ion-celle overlevde 7 500+ syklusar (eit heilt nivå over Li-ion) news.stanford.edu. Svovelceller har historisk hatt dårleg sykluslevetid, men nye design (mellomlag, faststoff, osb.) oppnår no hundrevis eller tusenvis av syklusar med minimal tap anl.gov, nature.com. For stasjonær lagring er eit batteri som påliteleg kan syklast kvar dag i 10+ år avgjerande, og utviklarane av desse kjemitypane har stort fokus på stabilitet.
♻️ Miljø- og etiske fordelar: Fordi dei brukar lett tilgjengelege materialar, unngår desse batteria miljøskadane som er knytt til gruvedrift og prosessering av sjeldne metall som kobolt, nikkel og litium. Det er òg ein reduksjon i innebygd karbonavtrykk frå batteriet. Theion anslår at svovelbattericellene deira berre vil sleppe ut ein tredel av CO₂ under produksjon samanlikna med Li-ion-celler reuters.com. Svovel er ofte eit avfallsprodukt (millionar av tonn ligg på lager), så å bruke det i batteri er i praksis resirkulering av industriavfall. Aluminium er òg svært resirkulerbart – ein eksisterande global resirkuleringsinfrastruktur kan utnyttast for å hente ut aluminium frå brukte batteri på ein enkel måte. Eitisk sett unngår ein med svovel og aluminium barnearbeid og menneskerettsproblem som har prega koboltgruvedrift. Alle desse faktorane betyr at neste generasjons batteri kan bli meir berekraftige og sosialt ansvarlege gjennom heile livsløpet.
💡 Lynrask lading og høg effekt: Nokre aluminium/svovel-design viser ekstremt rask ladeevne. Vi har nemnt 60-sekunders lading i laboratorietestar news.stanford.edu. I tillegg har aluminium-svovel-celler i laboratoriet blitt lada med svært høge ladehastigheiter (t.d. lading på 1C eller meir ved høg temperatur med utmerka haldbarheit) nature.com. Aluminium-luft kan “ladast opp” umiddelbart ved å bytte aluminium. Desse eigenskapane kan løyse ein av dei største brukarplagene med elbilar og duppedittar – lange ladetider – og òg gi høg effekt når det trengst (tenk verktøy eller elbilar med aluminiumsbatteri som leverer eit kraftig støyt utan spenningsfall).

Det er viktig å merke seg at ikkje alle desse fordelane gjeld likt for alle variantar (til dømes gir aluminium-luft høg energi, men kan ikkje ladast elektrisk; aluminium-ion ladar raskt, men har lågare spenning; Li-S er superlett, men har førebels moderat syklusliv). Likevel er det overordna løftet med aluminium- og svovelbatteri at vi kan dramatisk redusere kostnader og avhengnad av sjeldne materialar, samstundes som vi leverer lik eller betre yting på viktige område som tryggleik, energi og effekt.

Utfordringar og tekniske hinder

Om aluminium- og svovelbatteri er så bra, kvifor er dei ikkje overalt enno? Sanninga er at desse teknologiane står overfor store utfordringar som forskarar og ingeniørar framleis jobbar med å løyse:

Polysulfid-shuttle og katodeforringing (Svovelproblem): I litium-svovel og andre batteri med svovelkatode har det berykta polysulfid-shuttle-problemet vorei ein showstoppar. Når batteriet sykluserer, går svovel gjennom mellomstadium som kan løyse seg opp i elektrolytten og vandra til anoden, noko som fører til sjølvutlading, tap av aktivt materiale, og til og med skadelige reaksjonar med anoden anl.gov. Dette fører til rask kapasitetsnedgang. I tillegg har svovelkatodar ein tendens til å svelle og trekke seg saman betydeleg (opp til ~80 % volumendring) når dei vert omdanna til litiumsulfid og tilbake reuters.com. Denne “pustinga” kan knuse katoden over tid eller få ho til å løsne frå straumleiarane. Sjølv om nye strategiar (som å legge til beskyttande mellomlag anl.gov, bruke nanostrukturert karbonvertar, eller faste elektrolyttar) har dempa desse problema, er det framleis ei stor utfordring å sikre at eit svovelbatteri kan vare i hundrevis av syklusar under reelle forhold.
Dendrittar og plating-problem (Metallanodar): Aluminium-metallanodar, som andre metallanodar, kan danne dendrittar (tunne, leiande filament) under opplading, noko som kan føre til kortslutning av cella. Faktisk var ein hovudgrunn til at aluminiumsbatteri lenge feila at ingen fekk plating/stripping av aluminium til å gjenta seg påliteleg – det danna ofte eit “moselikt” belegg eller vart deaktivert ved å danne eit overflateoksid. Dei ioniske væske- og smeltsalt-elektrolyttane har kome langt med å “temje” dette problemet (eit forskarteam rapporterte at deira smeltsalt-Al-batteri “aldri mista celler på grunn av dendrittkortslutning” i hurtigladingstestar news.mit.edu). Men om ein brukar ein meir konvensjonell elektrolytt, kan dendrittar eller sidereaksjonar med aluminium sitt oksidbelegg vere problematisk. På same måte, om litium-metall vert brukt som anode i svovelbatteri (vanleg i Li-S-design), oppstår litiumdendrittar og tryggleiksproblem, spesielt om ein brukar flytande elektrolyttar. Forskarar kombinerer ofte Li-S med beskyttande membranar eller faststoffdesign for å hindre litiumdendrittar.
Låg driftspenning og energieffektivitet (Aluminiumion): Aluminium-ionebatteri, særleg dei som brukar interkalisering (t.d. grafittkatodar), har vanlegvis lågare cellespenning enn Li-ion. Stanfords kjende aluminium-ioncelle produserte om lag 2,0 volt news.stanford.edu, medan ei litium-ioncelle har ~3,7 V nominelt. Dette kjem delvis av kjemien til Al³⁺-interkalisering og avgrensingar i elektrolytten. Lågare spenning betyr at du treng fleire celler i serie (som gir meir kompleksitet og noko energitap) for å oppnå ønskt batteripakkespenning. Det er òg eit problem at multivalente ion som Al³⁺ har trege rørsler i faste stoff – å flytte eit +3-lada ion er vanskelegare enn eit +1-ion som Li⁺, så det kan vere vanskeleg å oppnå høg effekt med mindre temperaturen blir auka eller spesielle elektrolyttar blir brukte nature.com. Nokre Al-batteri fungerer berre godt ved høge temperaturar (60–100 °C), noko som kan gjere dei vanskelege å bruke i forbrukarelektronikk (ingen vil ha eit konstant varmt batteri i telefonen!). Det positive: innovasjonar i elektrolyttar (som å tilsetje visse salt eller bruke nye blandingar) gjer at aluminium-ion-leiing blir betre ved lågare temperaturar nature.com.
Temperaturkrav: Som nemnt, brukar fleire aluminium- og natriumbaserte design smelte salt-elektrolyttar som må haldast varme. Til dømes går MIT sitt aluminium-svovel-batteri best ved om lag 110 °C news.mit.edu, og sjølv den forbetra varianten går ved 85 °C nature.com. Sjølv om dette ikkje er glovarmt etter industristandard, betyr det at ein batteripakke treng isolasjon og kanskje ein liten varmar for å halde seg innanfor rett temperaturområde. Dette går fint for stasjonær lagring (der eit kjøleskåp-stort batteri kan ha termisk styring), men er ei utfordring for bærbare apparat og elbilar med mindre varmen kan halde seg sjølv (Sadoway si celle varmar seg sjølv under bruk for å halde temperaturen news.mit.edu). Drift ved høg temperatur krev òg god forsegling og tryggleik (men fordelen er at det ikkje er brannfare). Forskarar jobbar med å få ned driftstemperaturen og utforskar til og med romtemperatur-kjemi for både Al- og Na-baserte system nature.com.
Ladeinfrastruktur og «påfylling» (Al-Air): Unikt for aluminium-luft (og liknande metall-luft-system) er at dei ikkje kan ladast opp ved å plugge dei i ein lader. Du må bytte ut eller resirkulere aluminiumanoden når den er brukt opp. Dette krev å lage ein heil infrastruktur for å bytte aluminiumplater eller patronar, samle inn dei brukte, og resirkulere aluminium (truleg gjennom ein smelteprosess driven av elektrisitet, som i praksis «ladar opp» aluminiumet). Indian Oil og Phinergy jobbar aktivt med dette økosystemet evreporter.com, men det er eit anna paradigme enn bensinstasjonar eller ladestasjonar. Utan brei støtte kan aluminium-luft bli verande ein nisje. I tillegg må biproduktet frå aluminium-luft (aluminiumhydroksid) handterast – sjølv om det kan resirkulerast til nytt aluminium eller andre produkt.
Oppskalering av produksjon og integrering: Litium-ion-teknologi har eit forsprang på 30 år med massiv produksjonsskala, optimaliserte forsyningskjeder og ein godt trena arbeidsstyrke. All ny batterikjemi møter utfordringa med å gå frå laboratorie- eller pilotskala til gigafabrikk-skala. Aluminium- og svovelbatteri kan krevje nye produksjonsprosessar (til dømes handtering av fuktfølsame ioniske væsker eller faste elektrolyttar, eller nye celledesign som Theion sine stabla elektroder). Å skalere opp utan feil og til låg kostnad er ikkje enkelt. Det er òg eit spørsmål om integrering – kan desse nye batteria brukast i eksisterande einingar eller køyretøy, eller treng dei nye design? Ulike spenningsprofilar, formfaktorar eller driftsforhold kan bety at alt frå batteristyringssystem til chassisdesign i bilar må omarbeidast. Desse overgangskostnadene og usikkerheitene kan bremse innføringa.
Status i dag (teknologisk modenheit): Sjølv om 2024 og 2025 har sett store gjennombrot (som vi skal vise snart), er mange aluminium- og svovelbatteriteknologiar framleis på prototype- eller tidleg kommersielt stadium. Ingen har enno sett den typen masseutrulling som litium-ion har. Til dømes er litium-svovel-celler først no på veg inn i avgrensa marknader som dronar og satellittar, der den korte levetida kan tolererast eller kompenserast for. Aluminium-svovel og aluminium-ion er i demonstrasjons- og oppskaleringsfasen; ingen elbil eller straumnett har ein stor eining i full drift enno. Dette betyr at det framleis er risiko for uventa problem i praktisk bruk (tenk på korleis Li-ion tidleg opplevde hendingar med termisk rømming). Det vil ta tid, investeringar og truleg fleire iterasjonar før desse teknologiane er like pålitelege som dei etablerte. Eit skeptisk poeng: litium-ion blir òg betre kvart år – med nye kjemiar som litium-jern-fosfat (LFP) og litium-metall faststoff på veg – så aluminium- og svovelbatteri må ikkje berre fungere, men konkurrere mot ein stadig betre konkurrent.

Oppsummert har aluminium- og svovelbatteri stort potensial, men dei har òg unike utfordringar. Forskarar er ærlege på at meir arbeid trengst; som eitt forskarlag skreiv i 2022, trass i framsteg, “Al–S batteries have suffered poor rate capability and cycling stability” historisk sett, og det krev vidare innovasjon innan elektrolyttar og elektroder nature.com. Å løyse desse utfordringane er nettopp det mange laboratorium og oppstartsbedrifter jobbar med no.

Kven leier an? Dei viktigaste aktørane i utviklinga

Dette spennande feltet har ein miks av akademiske laboratorium, oppstartsbedrifter og industrigigantar som pressar grensene. Her er nokre av dei mest markante aktørane og kva dei held på med:

Massachusetts Institute of Technology (MIT) & Avanti: MIT har vore eit senter for innovativ batteriforsking. Professor Donald Sadoway si gruppe ved MIT leia an i utviklinga av aluminium-svovel-batterikonseptet. Etter å ha publisert dei banebrytande resultata i Nature i 2022, var Sadoway med på å grunnleggje Avanti for å kommersialisere teknologien news.mit.edu. Målet til Avanti er å skalere opp produksjonen av aluminium-svovel-celler for stasjonær lagring og meir. Sadoway er òg kjend for å ha vore med på å grunnleggje Ambri, eit selskap som kommersialiserer flytande metallbatteri (med andre kjemiar som kalsium og antimon). Ambri siktar seg inn på lagring i stor skala for straumnettet, og det vart rapportert at dei skulle ta i bruk system i 2024 youtube.com. Mellom Ambri og Avanti kan Sadoway sine innovasjonar dekkje alt frå store batteri for kraftverk til mindre batteri for bygg eller ladestasjonar for elbilar news.mit.edu. MIT si påverknad stoppar ikkje der – forskarane deira utforskar òg litium-svovel i ulike prosjekt, og instituttet samarbeider ofte med nasjonale laboratorium og selskap om banebrytande batteriteknologi.
Stanford University & SLAC: Stanford gjorde tidleg inntrykk innan aluminium-ion-batteri (prototypen for hurtigladande Al-ion frå 2015 news.stanford.edu). Dette arbeidet, leia av professor Hongjie Dai, viste at ein enkel grafittkatode kunne mogleggjere eit oppladbart aluminiumsbatteri. Stanford held framleis på med batteriforsking; til dømes har SLAC (Stanford Linear Accelerator Lab) studert nye katodar for aluminiumsbatteri, som metall-sulfid nature.com, og undersøkt grenseflatekjemi for å betre syklingsytelsen. Sjølv om Stanford si oppdaging frå 2015 enno ikkje har blitt til eit kommersielt produkt, viste ho at det var mogleg, og har blitt sitert av mange seinare studiar. Ho understreka òg Stanford sin filosofi om open forsking som fører til industribruk (nokre tidlegare Stanford-batteriforskarar har gått til oppstartsselskap eller starta eigne selskap i Bay Area sitt batterimiljø).
Graphene Manufacturing Group (GMG) & University of Queensland: I Australia har GMG (i samarbeid med University of Queensland) utvikla eit Graphene Aluminum-Ion Battery. Dei har rapportert imponerande yting i myntcelleprototypane sine – med ekstremt rask lading og lang sykluslevetid – ved å bruke grafen (ei form for karbon) som katodemateriale i ein aluminium-ion-konfigurasjon batteriesnews.com. GMG har hatt som mål å skalere teknologien sin til poseceller som passar for forbrukarelektronikk eller elbilar, og mot slutten av 2022 hadde dei eit utviklingsprogram og ein pilotproduksjonslinje under arbeid graphenemg.com. Deira tilnærming understrekar samverknaden mellom nanomaterialar (grafen) og nye kjemiar som aluminium-ion for å oppnå betre resultat.
Phinergy og Indian Oil (IOC): Phinergy er ein israelsk oppstartsbedrift som har vore ein pioner innan aluminium-luft-batteri i over eit tiår. Dei vart kjende for å ha drive ein demobil i 1 100 miles med aluminium-luft i 2014, og har sidan fokusert på reelle produkt for reservekraft og rekkeviddeforlenging for elbilar. Phinergy har inngått samarbeid med Indian Oil Corporation for å danne eit fellesføretak (IOC Phinergy) som bringer aluminium-luft-teknologi til det indiske marknaden – potensielt enormt for eit land som er ivrig etter å finne oljealternativ og nytte aluminiumindustrien sin. Tidleg i 2023 viste IOC Phinergy fram Indias første aluminium-luft-drevne køyretøy og var i ferd med å etablere infrastruktur for plateproduksjon og resirkulering alcircle.com. Den indiske regjeringa har òg vist interesse, sidan aluminium-luft kan redusere avhengigheita av importert litium. Phinergy sin teknologi er allereie kommersiell brukt i reservekraft for telekomtårn (der dei byter ut dieselaggregat med utsleppsfrie aluminium-luft-system) evreporter.com, og dei samarbeider med bilprodusentar som Mahindra om integrering i køyretøy (t.d. testflåtar av elektriske rickshawar og bussar som brukar aluminium-luft for auka rekkevidde) evreporter.com. Phinergy sin framgang er avgjerande fordi dei er blant dei første som har teke eit aluminium-basert batteri ut av laboratoriet og inn i praktisk bruk.
Lyten: Lyten er ein Silicon Valley-oppstart (basert i San Jose, California) som har vore i stealth-modus i fleire år for å utvikle ein litium-svovel-batteri forbetra med eit proprietært 3D-grafénmateriale. Dei kom nyleg ut med store nyheiter: i oktober 2024 kunngjorde Lyten planar om å byggje verdas første litium-svovel-batteri-gigafabrikk i Nevada, med ei investering på over 1 milliard dollar lyten.com l. Anlegget er planlagt å produsere 10 GWh Li-S-batteri årleg innan 2027 lyten.com. Dette dristige trekket viser at dei har tru på at teknologien deira snart er klar for masseproduksjon. Lyten sine første målmarknader er ikkje personbilar, men mikromobilitet, romfart, dronar og forsvar i 2024–2025 lyten.com – område der den høge energitettheita til Li-S gir ein avgjerande fordel, og der litt lågare syklusliv kan vere akseptabelt. Selskapet legg vekt på batteria sine lette vekt og mangel på konfliktmineral, og faktisk brukar cellene deira litium-metall-anodar og svovel-karbon-komposittkatodar, og unngår nikkel, kobolt, osv. lyten.com. Lytens CEO, Dan Cook, sa “Lithium-sulfur is a leap in battery technology, delivering a high energy density, light weight battery built with abundantly available local materials” lyten.com. Dei har til og med produsert pilotbattericeller internt sidan 2023 for å teste og forbetre produksjonsprosessen lyten.com. Om Lytens gigafabrikk lukkast, kan det bli ein game-changer – dei første kommersielle Li-S-batteria produserte i stor skala, potensielt for bruk i neste generasjons elektriske fly eller langdistanse elektriske semitrailerar der kvar kilo tel.
Theion: Theion er ein oppstartsbedrift basert i Berlin, Tyskland, som fokuserer på litium-svovel-batteri med ein vri – dei brukar krystallinsk svovel og spesielle elektroder for å betre stabiliteten. I mars 2025 henta Theion inn 15 millionar euro i ein Series A-finansieringsrunde for å skalere opp battericellene sine reuters.com. Theion hevdar at cellene deira kan tredoble energitettheita til litium-ion, samstundes som kostnadene blir kutta til ein tredel, som nemnt tidlegare reuters.com. Dei skal ha løyst sentrale utfordringar ved å føreutvide katoden for å ta høgde for svovelekspansjon, og ved å halde svovelet i ein krystallinsk form som er mindre reaktiv med elektrolyttane reuters.com. CEO Ulrich Ehmes har sagt at teknologien deira kan bli brukt i elbilar, “flygande drosjer” eller energilagring, og potensielt vere i bilar mot slutten av 2020-talet reuters.com. Theion si tilnærming har vekt merksemd fordi dei ikkje er avhengige av eksotiske materialar – dei framhevar at batteria deira “pustar” mindre og ikkje korroderer som tidlegare Li-S. Finansieringa skal hjelpe dei å utvikle større poseceller og gå vidare frå myntcelleprototypane reuters.com. Tysklands interesse for svovelbatteri samsvarer òg med Europas satsing på eigenproduserte, berekraftige batteriteknologiar.
Argonne National Laboratory & U.S. DOE: På den offentlege forskingsarenaen har Argonne (saman med andre laboratorium under det amerikanske energidepartementet, som Oak Ridge og Pacific Northwest) vore aktive innan forsking på svovelbatteri. Vi har tidlegare omtalt Argonne si oppnåing innan interlagdesign for Li-S-celler anl.gov. Dei utforskar òg faststoff-svovelbatteri i samarbeid med NASA for luftfart. DOE sitt Vehicle Technologies Office har finansiert fleire prosjekt på Li-S, Mg-S, og til og med Li-Air og Al-Air, og anerkjenner den strategiske betydninga av neste generasjons kjemi. Nasjonale laboratorium samarbeider ofte med universitet (t.d. har Argonne jobba med eit lag som inkluderer University of Illinois om svovelinterlag) og deler funn som oppstartsbedrifter kan byggje vidare på. Til dømes kjem mykje av forståinga av polysulfidåtferd og avansert karakterisering (ved bruk av verktøy som Argonne’s Advanced Photon Source for røntgenanalyse av batteri anl.gov) frå desse laboratoriene.
Andre merksemdsverdige: Universitet som Monash University (Australia) fekk overskrifter i 2020 med eit Li-S-batteri som visstnok kunne driva ein smarttelefon i fem dagar og viste framifrå stabilitet via ein nyskapande bindar og elektrodedesign advancedsciencenews.com. Monash har sidan arbeidd med hurtigladande Li-S òg, med mål om bruk i elektrisk luftfart monash.edu. I Storbritannia var det no nedlagde Oxis Energy ein pioner innan Li-S; før nedlegginga i 2021 hadde Oxis utvikla Li-S-celler nær 400 Wh/kg og samarbeidde med flyprodusentar. Immaterielle rettar deira vart kjøpte opp av andre aktørar, og kan ha påverka nye prosjekt. Kinesisk akademia og industri er særs aktive – institusjonar som Chinese Academy of Sciences, Wuhan University of Technology (som var medforfattar på Sadoway si Al-S-oppgåve news.mit.edu), og selskap som CATL utforskar svovel- og aluminiumskjemi, sjølv om detaljar av og til blir haldne hemmelege. Til og med Teslas Battery Day i 2020 antyda interesse for svovel (Elon Musk spøkte om at Tesla forskar på “lithium and sulfur” utan å utdjupe, truleg for langsiktige prosjekt). Til slutt ser NASA og Boeing på Li-S for fly: NASAs SABERS-prosjekt har eit fleirlags svovelbatteri som nådde 500 Wh/kg, noko som kan mogleggjera elektriske fly eller avanserte dronar businessaviation.aero.

Det er tydeleg at eit globalt økosystem av innovatørar pressar aluminium- og svovelbatteri framover – frå små oppstartsbedrifter til ærverdige nasjonale laboratorium. Dei neste åra (2025–2030) vil truleg sjå at nokre av desse innsatsane ber frukter i form av reelle produkt og pilotprosjekt.

Gjennombrot og nye innovasjonar (2024–2025)

Perioden 2024 og inn i 2025 har vore særleg spennande for utviklinga av aluminium- og svovelbatteri, med fleire merksemdsverdige gjennombrot:

Jan 2024 – Aluminium-svovel ved 85 °C (Nature Communications): Forskarar demonstrerte eit nytt aluminium–svovel-batteri som fungerer ved 85 °C med ein kvaternær smeltsalt-elektrolytt, publisert i Nature Communications nature.com. Dette batteriet viste rask oppladingsevne og overraskande lang levetid: det beheldt 85,4 % av kapasiteten etter 1 400 syklusar ved 1C ladehastigheit nature.com. Viktig nok er 85 °C ein stor forbetring samanlikna med tidlegare smeltsaltbatteri som trong 110–180 °C nature.com. Teamet fekk dette til ved å lage ein spesiell blanding av salt (alkali-kloroaluminatar) med låg smeltepunkt, som òg gjorde det lettare for aluminiumion å bevege seg raskt nature.com. Dei brukte òg ein nitrogendopa porøs karbonkatode som hjelpte svovelreaksjonane å gå raskt føre seg nature.com. Dette resultatet er viktig fordi det peikar mot praktiske, rimelege nettbatteri som kan fungere med enkel oppvarming (til og med berre varmt vatn som varmekjelde, som forfattarane nemner nature.com) og levere rask lading utan forringing. Det er eit steg mot å gjere MIT Al-S-batterikonseptet meir brukarvennleg og mobilt.
Okt 2024 – Lyten kunngjer Li-S Gigafabrikk: Lyten si kunngjering av ein litium-svovel-batteri gigafabrikk i Nevada var ei stor bransjenyheit seint i 2024 lyten.com. Fabrikken er planlagt å bli den fyrste i verda som er dedikert til Li-S-celler, med mål om 10 GWh/år produksjon innan 2027 lyten.com. Endå meir oppsiktsvekkjande var det at Lyten opplyste at deira Li-S-batteri allereie er på veg inn i utvalde marknader i 2024 og 2025 – spesielt har dei kundar innan mikromobilitet (el-syklar, sparkesyklar), romfart (kanskje satellittar eller høgde-dronar), dronar og forsvarsapplikasjonar som brukar deira batteri lyten.com. Dette tyder på at Lyten har gått frå laboratorieprototyping til pilotproduksjon og faktisk bruk i felt innan desse nisjane. Steget med å byggje ein stor fabrikk viser tillit til at teknologien kan skalerast og at etterspurnaden vil kome. Det er òg eit stort signal til batteribransjen og investorar om at litium-svovel nærmar seg å vere klar for storsatsing. Vi kan snart få sjå produkt som reklamerer med “Li-S-batteri inni”, i alle fall i høg-ende eller spesialiserte bruksområde, som eit resultat av dette.
Mar 2025 – Theion hentar inn midlar, påstår 3× energi: I mars 2025 rapporterte Reuters at Theion hadde henta inn €15 million for å skalere opp svovelbatteriet sitt, som «lagrar meir energi, men kostar mykje mindre enn vanlege litium-ion-batteri.» reuters.com Theion avslørte noko av den tekniske strategien sin offentleg, og sa at cellene deira har tre gongar energitettheita til Li-ion, til ein tredel av kostnaden og ein tredel av CO₂-utsleppa, som nemnt tidlegare reuters.com. Dei tok opp dei store utfordringane ved å seie at dei unngår rask korrosjon ved å bruke krystallinsk svovel og handterer utviding ved å førehandsutvide katodestrukturen reuters.com. Midlane vil hjelpe dei å gå frå myntceller til større poseceller (passar for elbilar eller fly) reuters.com. Denne utviklinga minner oss om at ikkje berre éi, men fleire oppstartsselskap (Lyten, Theion, andre) når milepælar og tiltrekkjer seg investeringar, noko som aukar sjansen for at minst eitt vil lukkast kommersielt. Det minner litt om dei tidlege dagane for litium-ion, der fleire selskap og land var med i kappløpet – her har vi amerikanske og europeiske aktørar som satsar på svovelbatteri samstundes.
2023 – 2024 – Løyser livsgåta til svovelsyklusen: Gjennom 2023 og inn i 2024 publiserte fleire forskargrupper framsteg i å forlenge sykluslevetida til svovelbatteri. Eit høgdepunkt var Argonne-leia studien (publisert august 2022 i Nature Communications) som viste at eit redoksaktivt mellomlag kan dramatisk forbetre stabiliteten til Li-S-batteri anl.gov. Tidleg i 2023 rapporterte dei at denne metoden gir celler som held høg kapasitet over hundrevis av syklusar anl.gov, og bringer Li-S nærare å bli levedyktig for dagleg bruk. Midt i 2024 rapporterte eit anna team om eit samanbrettbart, fleksibelt Li-S-batteri med ein spesiell jernsulfid-katode som til og med tålte å bli kutta utan å svikte acs.org – ei ny løysing for berbare eller fleksible elektronikkar som brukar Li-S. Desse stegvis innovasjonane er viktige: dei tek for seg dei praktiske problema (som handtering av polysulfid, mekanisk stress, osb.) eitt for eitt. Kvar forbetring bringer Li-S-celler nærare å møte dei strenge krava til kommersiell elektronikk og køyretøy.
2024 – Forskingsboom på aluminiumsbatteri: På aluminiumsida såg ein òg interessant forsking seint i 2024. Forskarar utforska nye katodemateriale for aluminium-ion-batteri, som koboltsulfid, for å oppnå høgare kapasitet og betre forståing av ladingslagringsmekanismar nature.com. Det veks fram mykje arbeid på “multivalente” batteri (inkludert Al, Mg, Zn) som ofte deler utfordringar og gjennombrot – til dømes kan forbetra elektrolyttar som hjelper eitt system, av og til brukast på eit anna advanced.onlinelibrary.wiley.com. Vi ser òg at land som India investerer i aluminiumsbatteriteknologi, ikkje berre gjennom Phinergy sitt aluminium-luft-batteri, men òg i akademisk forsking for å lage eit oppladbart aluminiumsbatteri som passar indiske forhold (med statleg støtte til prosjekt under den nasjonale energilagringsstrategien). Sjølv om desse enno ikkje har fått globale overskrifter, bidreg dei til ein framdrift som byggjer seg opp rundt aluminiumsbatteri verda over.
Politikk og marknadssignal: Gjennombrotsforteljingane handlar ikkje berre om teknologi. I 2024–2025 ser vi sterke marknadssignal som støttar desse nye batteria. Den amerikanske regjeringa si Inflation Reduction Act (IRA) og andre politiske tiltak oppmuntrar til nasjonale batteriforsyningskjeder – noko som gagnar kjemi som kan produserast med lokalt utvunne material som svovel (USA produserer mykje svovel frå oljeraffinering) og aluminium. Lytens gigafabrikk i Nevada og interessa frå det amerikanske forsvarsdepartementet for lette Li-S-batteri til soldatar eller satellittar er resultat av desse insentiva lyten.com. I Europa gjer satsinga på berekraft batteri utan kobolt og nikkel svært attraktive, og difor får prosjekt som Theion og andre EU-støtte. Sjølv i Kina, der litium-ion-produksjon dominerer, har det vore statlege program for “neste generasjons” batteri (til dømes skal CATL etter rapportane arbeide med eit natrium-ion + svovel hybridbatteri for lansering rundt 2023/24 til stasjonær lagring). Alle desse trendane tyder på at tida er moden for aluminium- og svovelbatteri – verda leitar etter løysingar, og teknologien tek att behovet.

I hovudsak har dei siste to åra forvandla aluminium- og svovelbatteri frå ein nisje i laboratoriet til seriøse kandidatar for framtidas energilagring. Som ein forskar sa det treffande: “Vi er eitt steg nærare å sjå denne teknologien i kvardagen vår.” anl.gov Den steg-for-steg-framgangen er nettopp det som skjer no, og neste steg blir breiare kommersialisering og oppskalering av desse innovasjonane.

Potensielle bruksområde og påverknad på rein energi og elbilar

Framveksten av aluminium- og svovelbatteri kan påverke mange sektorar. Her er nokre av dei mest lovande bruksområda og kva dei kan bety:

🏠 Fornybar energilagring (nett og heim): Kanskje den største påverknaden på kort sikt vil vere innan stasjonær energilagring for rein energi. Ei av dei store utfordringane med fornybar kraft (sol, vind) er ujamn produksjon – sola og vinden er ikkje tilgjengelege 24/7, så vi treng enorme, rimelege batteri for å lagre energi når dei ikkje produserer. Litium-ion-batteri har byrja å bli brukte til nettlagring, men dei er framleis relativt dyre og avhengige av importerte materialar. Aluminium-svovel- og natrium-svovel-batteri, med sine svært billege komponentar, kan drastisk kutte kostnaden for å lagre ein kilowattime. MITs Sadoway retta seg spesielt mot heim- og nabolagsnivået med sitt Al-S-batteri – “storleiken som trengst for å forsyne ein einebustad eller ei lita til mellomstor bedrift med straum” (på storleik med titals kWh) news.mit.edu. Slike batteri ville la huseigarar med solceller på taket lagre dagenergi for bruk om natta til ein låg pris, eller små bedrifter ha reservestrøm utan dieselaggregat. I større skala kunne kraftselskap ta i bruk store bankar av aluminium- eller natrium-svovel-batteri for å jamne ut fornybar produksjon. Universitetet i Sydney sitt team påpeika at deira rimelege Na-S-batteri kunne “betydelig redusere kostnaden ved overgangen til ein dekarbonisert økonomi” ved å tilby rimeleg lagring sydney.edu.au. På stader utan geografi for pumpekraftverk, er desse elektrokjemiske løysingane avgjerande. I tillegg, sidan desse nye batteria ikkje er brannfarlege (viktig for tryggleiken i lokalsamfunn) og brukar rikelege materialar, kan dei produserast og installerast lokalt i mange regionar – noko som styrkjer energitryggleiken. Alt i alt ville utbreidd bruk av aluminium/svovel-stasjonære batteri mogleggjere høgare innslag av fornybar energi, redusere avgrensing (tapt sol/vind på grunn av manglande lagring), og bidra til å stabilisere nettet med rein, regulerbar kraft.
🚗 Elektriske køyretøy (EV-ar): Lettare og meir energirike batteri er den heilage gralen for EV-ar og til og med elektrisk luftfart. Litium-svovel-batteri er spesielt attraktive her. Eit Li-S-batteri kan dramatisk forlenge køyrelengda til ein EV utan å auke vekta – eller omvendt, gje same rekkevidde med eit mykje lettare batteri, noko som forbetrar effektiviteten. Til dømes, om ein EV i dag treng eit 600 kg Li-ion-batteri for 300 mils rekkevidde, kan eit Li-S-batteri med 2× energitetthet oppnå det med ~300 kg, noko som reduserer køyretøyvekta betydeleg. Dette forbetrar akselerasjon, handtering og reduserer energiforbruket per mil. Det kan òg gjere elektriske lastebilar og bussar meir levedyktige ved å frigjere nyttelastvekt. Selskap som Oxis Energy (før det vart lagt ned) og Sion Power samarbeidde med luftfarts- og bilpartnarar om Li-S-prototypbatteri for langdistansefly og EV-ar. Faktisk dreiv Sion Power sine tidlegare Li-S-celler eit High Altitude Pseudo-Satellite (eit ubemanna solfly) til å slå flytidrekordar på 2010-talet. Nyleg har NASA og Airbus sett på Li-S som ein av dei einaste måtane å oppnå dei nødvendige 500 Wh/kg for praktiske elektriske passasjerfly businessaviation.aero – suksessen til SABERS-prosjektet deira tyder på regionale elektriske fly på horisonten med svovelbatteri. Elektriske flytaxiar og dronar vil òg ha fordel; Theion nemnde eksplisitt flygande køyretøy som eit mål reuters.com. Utanom Li-S kan til og med aluminium-luft-batteri ha ei rolle i EV-ar: dei kan tene som ein rekkeviddeforlengarmodul som du aktiverer for lange turar. Sjå for deg ein EV med eit lite Li-ion-batteri for dagleg pendling og eit aluminium-luft “ekstrabatteri” som du fyller på (bytter aluminium) berre når du skal på ein 1 000 km biltur. Slike hybride batteriarkitekturar blir vurderte i prosjekt av Indian Oil/Phinergy og andre. Vi bør merke oss at vanlege EV-ar ikkje vil bytte til heilt ny kjemi over natta – tryggleik, levetid og hurtiglading må bevisast – men på slutten av 2020-talet er det sannsynleg at toppmodellar eller spesialkøyretøy kan kome med neste generasjons batteri. Om dei gjer det, kan det løfte EV-ytelse til nye høgder (500+ mils rekkevidde, svært rask lading, lettare bilar) og redusere avhengigheit av kritiske mineral, og slik mogleggjere EV-innføring i større skala utan ressursflaskehalsar.

advancedsciencenews.com

nisjeprodukt

fleksibelt

⚡ Hurtiglade-infrastruktur: Eit mindre opplagt, men viktig bruksområde er å bruke desse nye batteria til å leggje til rette for hurtiglading av elbilar og stabilisere straumnettet. Som professor Sadoway påpeika, dersom mange elbilar prøver å lade samtidig (til dømes fleire bilar på ein motorveistasjon), vil straumforbruket auke meir enn det nettet lett kan levere news.mit.edu. I staden for å oppgradere straumlinjene, er det smartare å installere ein batteribuffer på ladestasjonane – batteriet ladar sakte frå nettet og leverer så raskt straum til bilane når det trengst. For slike bufferbatteri er kostnad og tryggleik viktigast, og vekt betyr mindre. Det gjer aluminium-svovel eller natrium-svovel til ideelle kandidatar. Dei står på staden, lagrar energi billeg, vil ikkje ta fyr, og kan levere straum raskt. Sadoway nemnde spesielt at Al-S-system kan “eliminere behovet for å installere dyre nye straumlinjer” for klynger av hurtigladarar news.mit.edu. I praksis kan desse batteria fungere som støtdemparar for straumnettet, ta opp overskotsenergi og sleppe ho ut på etterspurnad, enten det er for ladetopp for elbilar eller for å balansere svingingar i fornybar produksjon.
🏭 Industriell og kommersiell reservekraft: Akkurat som telekomtårn bruker aluminium-luft for reservekraft, kan andre industrier og kommersielle anlegg bruke aluminium- eller svovelbatteri for å sikre pålitelighet og redusere avhengigheten av dieselaggregat. Datasentre, for eksempel, etterspør batteri som er trygge, har lang standby-levetid og er kostnadseffektive i stor skala – ein kan sjå for seg rom med natrium-svovelbatteri som erstattar bankar av litium-ion eller blysyre som i dag blir brukt til UPS (avbrotsfri strømforsyning). På avsidesliggande eller off-grid-stader er billige batteri som ikkje treng hyppig utskifting svært verdifulle (færre vedlikehaldsturar). Aluminium-svovelbatteri, som er forventa å bli svært lågpris per kWh, kan mogleggjere mikronett i rurale eller øysamfunn, saman med sol/vind, for å gi straum døgnet rundt utan å sprenge budsjettet.
🚀 Romfart og forsvar: Den høge ytinga til desse batteria er naturlegvis attraktiv for romfarts- og forsvarsapplikasjonar. Som nemnt har satellittar og høgde-dronar (pseudosatellittar) brukt Li-S med hell på grunn av låg vekt og god yting ved låge temperaturar (rombatteri går ofte kalde). Det amerikanske forsvaret er interessert i lettare batteri for soldatar (for å redusere børa med å bere mange kilo Li-ion-pakkar) – eit svovelbatteri kan dramatisk lette den børa. I tillegg, sidan svovelbatteri ikkje har oksygenfrigjerande sambindingar (i motsetnad til Li-ion som kan frigjere O₂ ved termisk rømming), kan dei vere tryggare i lukka miljø som ubåtar eller romfartøy. Aluminium-luft kan tene som undervasskraftkjelde for langvarige ubemanna ubåtar, der påfylling med aluminium er mogleg. Forsvarssektoren fungerer ofte som tidleg brukar av banebrytande teknologi som seinare spreier seg, så investeringane deira i aluminium- og svovelbatteriteknologi kan akselerere utviklinga. Faktisk tyder Lytens første engasjement i 2024–25 med romfart, dronar og forsvar på at forsvarskontraktar hjelper til å bevise teknologien lyten.com før breiare bruk hos forbrukarar.

I alle desse bruksområda er hovudeffekten å mogleggjere at det grøne energiskiftet kan gå raskare og lenger. Ved å kutte batterikostnader og frigjere oss frå avgrensingane i litium-ion-forsyningskjeda, kan aluminium- og svovelbatteri gjere elbilar meir overkommelege for fleire (kritisk for å avkarbonisere transport), gjere fornybar energi meir påliteleg og utbreidd (kritisk for å avkarbonisere straum), og til og med skape nye moglegheiter som elektrisk flyging. Dei har òg miljøfordelar i bruk: til dømes vil utskifting av dieselaggregat med aluminium-luft eller natrium-svovelbatteri redusere lokal luftforureining og CO₂-utslepp. Dersom teknologien held det den lovar, kan verda få billegare elbilar, meir robuste grøne straumnett og mindre gruvedrift etter sjeldne metall – ein positiv spiral for både økonomi og miljø.

Økonomiske og miljømessige implikasjonar

Frå eit økonomisk perspektiv kan aluminium- og svovelbatteri vere omveltingar på den beste måten: ved å presse ned kostnaden for energilagring og gjere forsyningskjeda meir mangfaldig. Eit batteri utgjer ein betydeleg del av kostnaden for ein elbil eller eit fornybar energisystem, så billegare batteri betyr billegare produkt og raskare innføring. Analytikarar har peika på at material som aluminium og svovel kostar ein brøkdel av det litium, nikkel eller kobolt gjer. Til dømes anslo ein at materialkostnaden for aluminium-svovel-celler berre er ~15 % av ein tilsvarande litium-ion-celle news.mit.edu. Dersom desse innsparingar slår ut i produksjonen, kan vi sjå at batteriprisane (per kWh) fell langt under dagens litium-ion-læringskurve. Billeg lagring kan då driva økonomisk vekst ved å mogleggjere nye forretningsmodellar (som fleire solcelleparkar, fellesskapslagringsprosjekt, osb.) og ved å redusere energikostnadene for forbrukarane (tenk deg å lade heimebatteriet ditt kvar ettermiddag med solenergi og aldri betale høg nettleige).

Det finst òg eit geopolitisk aspekt: Produksjonen av litium-ion-batteri i dag er sterkt konsentrert (med Kina som dominerer celleproduksjonen og land som Kongo (DRC) som leverer nøkkelmineral). Aluminium blir derimot smelta over heile verda (og resirkulering gir òg ein lokal kjelde), og svovel er allstadnærverande. Mange land som ikkje har litiumressursar har sterke aluminiumsindustriar (t.d. India, som vi såg med IOC Phinergy). Så aluminium-baserte batteri kan la fleire nasjonar bygge opp eigne batteriindustriar utan å vere avhengige av importert litium eller kobolt. Dette mangfaldet kan redusere globale risikoar i forsyningskjeda og gjere overgangen til elektrisk mobilitet og fornybar energi meir robust mot mangel eller politisk ustabilitet. I Nevada er den planlagde Lyten-fabrikken eit døme – dei brukar svovel frå USA og monterer batteria innanlands lyten.com, noko som samsvarer med politikk for å flytte batteriforsyninga heim og skape lokale arbeidsplassar (dei reknar med 1 000 arbeidsplassar på full skala i den eine fabrikken lyten.com).

På miljøsida har desse batteria fleire fordelar:

Lågare karbonavtrykk: Produksjon av batteri krev mykje energi, men svovel- og aluminiumbatteri kan lagast med mindre eksotisk prosessering. Raffinering av kobolt og nikkel gir særleg mykje karbonutslepp. Ved å kutte desse ut, kan produsentar redusere CO₂-utsleppa per kWh batteri. Theion hevda ein reduksjon på 2/3 i karbonavtrykk for sine svovelbatteri samanlikna med Li-ion reuters.com. I tillegg kan svovel hentast som eit avfallsprodukt (i praksis null ekstra karbonkostnad for å skaffe det), og resirkulering av aluminium brukar berre ~5 % av energien til primær aluminiumproduksjon – så bruk av resirkulert aluminium i batteri vil kraftig redusere det innebygde energiforbruket.
Resirkulering og livssyklus: Aluminium er allereie eitt av dei mest resirkulerte materiala (tenk på aluminiumsboksar). Det finst eit system for å smelte om skrapaluminium og bruke det på nytt. Dersom aluminiumsmetall-batteri blir vanlege, kan ein sjå for seg at brukte aluminiumsanodar rutinemessig blir samla inn og resirkulert med høg effektivitet – ein sirkulær økonomi for batterimetallet. Svovel, i ein batterisamanheng, kan vere vanskelegare å resirkulere direkte frå celler (særleg om det er bunde i sambindingar), men sidan det er billeg og ikkje giftig, er det ikkje eit like stort miljøproblem om det hamnar på søppelfyllinga, samanlikna med til dømes bly eller kadmium i eldre batteri. Forskarar kan finne måtar å hente ut att svovel eller omdanne avfallssvovel frå batteri til nyttige kjemikaliar (svovel blir til dømes brukt i gjødsel). Mangelen på tungmetall i desse batteria betyr mindre giftig EE-avfall om dei blir kasta feil, og ideelt sett enklare handtering på resirkuleringsanlegg.
Redusert påverknad frå gruvedrift: Utvinning av litium, kobolt og nikkel har store miljømessige og sosiale konsekvensar – frå vassforbruk ved utvinning av litium frå saltlake, til øydelegging av leveområde og forureining rundt nikkelgruver, til barnearbeid i enkelte koboltgruver. Ved å redusere eller fjerne behovet for desse materiala, kan aluminium- og svovelbatteri lette desse problema. Aluminium er ikkje utan påverknad (bauxittgruvedrift og aluminiumsproduksjon har sine eigne utfordringar som raudslam og høgt straumforbruk), men desse prosessane er godt regulerte i mange land og teknologien blir betre (t.d. bruk av inerte anodar for å redusere utslepp). Og igjen, resirkulering av aluminium reduserer behovet for ny gruvedrift kraftig. Bruk av svovel handlar mest om å nytte ein eksisterande biprodukt – det kan faktisk løyse eit problem (store svovel-lager) i staden for å skape eit nytt.
Tryggleik og helse: Batteribrannar har vore eit problem med litium-ion, sidan brennande Li-ion slepper ut giftige gassar og kan føre til brannar som er vanskelege å sløkke (slik enkelte elbilbrannar har vist). Ikkje-brennbare batteri betyr færre brannar, noko som er ein tryggleiksgevinst for samfunnet. Det betyr òg tryggare handtering av batteri under transport og på skraphaugen. Til dømes utgjer vraka elbilar med Li-ion-pakkar ein brannrisiko om dei blir skadde; ein elbil med aluminium-svovel-pakke kan vere mykje tryggare å demontere. Det same gjeld for forbrukarelektronikk – færre einingar som eksploderer eller tek fyr (tenk på dei berykta mobilbatteribrannane) er bra for folkehelsa og tilliten til batteriteknologi.
Rein reservekraft: På stader som i dag er avhengige av dieselaggregat for reserve- eller fjernkraft (øyar, naudly, telekomtårn), vil det å erstatte desse med aluminium-luft- eller natrium-svovel-batteri fjerne dieselbrenning, noko som betyr ingen klimagassutslepp, ingen partikkelforureining og ingen støy. Dette er ei direkte miljø- og livskvalitetsforbetring. Til dømes vil telekomtårn som går på aluminium-luft i India gi null lokale utslepp, medan dieselaggregat bidreg til luftforureining og karbonutslepp.

Alt i alt har aluminium- og svovelbatteri potensial til å demokratisere energilagring – gjere det billeg og miljøvennleg nok til at vi kan ta i bruk batteri overalt der vi treng dei for å få til ei rein energiframtid. Dei vil ikkje vere ei universalløysing (vi vil truleg ha ein miks av batteriteknologiar i bruk), men deira inntog i marknaden kan presse prisane ned og tvinge alle batteriprodusentar til å bli meir berekraftige.

Sjølvsagt er ikkje økonomisk suksess for desse batteria garantert; dei må vise at dei kan produserast billeg og fungere påliteleg i stor skala. Men dei siste investeringane og prototypsuksessane er svært oppmuntrande. Om dei lukkast, er gevinsten ikkje berre billegare elbilar eller betre duppedittar – det er ei reell reduksjon i miljøbelastninga frå batteribruken vår og eit løft for globale avkarboniseringsinnsatsar.

Konklusjon: Ei lys framtid driven av vanlege grunnstoff

Aluminium- og svovelbatteri, som ein gong vart rekna som outsider-teknologiar, er no på full fart mot kommersiell realitet. Desse batteria viser eit overtydande prinsipp: bruk enkle, rikeleg tilgjengelege ingrediensar for å løyse komplekse energiproblem. Dei siste par åra har framsteg innan kjemi og materialvitskap ført denne ideen mykje nærare realisering. No har vi prototypar av aluminium-svovel-celler som kan hurtigladast på minutt og gå i tusenvis av syklusar nature.com, litium-svovel-batteri som når energitettheiter ein berre kunne drøyme om for ti år sidan reuters.com, og til og med aluminium-luft-system som er tekne i bruk i verkeleg drift for å levere rein energi evreporter.com.

Å gå bort frå avhengigheita vår av sjeldne metall og dyre importvarer, og over til batteri laga av “billigkroken”-grunnstoff som Al og S, kan endre batteriindustrien på same måte som silisium endra elektronikkindustrien – og mogleggjer enorm skalering og kostnadsreduksjon. Som Sadoway sa med eit glimt i auget, har desse nye batteria “alt anna du kunne drøyme om at eit batteri burde ha: billege elektroder, god tryggleik, høghastigheitslading, fleksibilitet og lang sykluslevetid” news.stanford.edu. Det er framleis nokre utfordringar å løyse, men retninga er klar.

I åra som kjem, kan vi vente å høyre om pilotprosjekt (kanskje eit solkraftverk i California som brukar MIT sine aluminium-svovel-celler, eller ein drone driven av ein Lyten Li-S-pakke som set uthaldsrekordar). Når produksjonen aukar, bør kostnadene falle ytterlegare, og eventuelle tekniske utfordringar – anten det gjeld sykluslevetid eller driftstemperatur – vil truleg bli løyst av den intense forskinga som no skjer over heile verda.

For folk flest kan effekten merkast på subtile, men viktige måtar: ein elbil som er billegare og køyrer lenger, ein smarttelefon som held på straumen heile helga, eit nabolag som held lyset på med batteri når stormen slår ut straumnettet, og vissheita om at alt dette skjer med materiale like vanlege som aluminiumsfolie og hagegjødsel (svovel). Verda sitt behov for batteri veks berre, og aluminium- og svovelteknologi sikrar at vi kan møte det behovet på ein berekraftig måte.

Som ein forskar som er involvert i utviklinga av desse batteria optimistisk uttalte, “Desse resultata viser … ein enorm påverknad på [batteri]utviklinga. Vi er eitt steg nærare å sjå denne teknologien i kvardagen vår.” anl.gov Faktisk er framtida der liva våre blir drivne av aluminium og svovel – to av dei mest beskjedne grunnstoffa på jorda – no tydeleg i sikte. Revolusjonen innan energilagring er i gang, og han blir bygd på byggjesteinane frå vanleg kjemi, innovativ ingeniørkunst og det akutte behovet for ei reinare, billegare energiframtid.

Kjelder: Informasjonen og sitata i denne rapporten er henta frå nyleg truverdige kjelder, inkludert fagfellevurderte studiar, pressemeldingar frå universitet, bransjenyheiter og Reuters-rapportar. Viktige referansar inkluderer MIT News om aluminium-svovel-batteriet news.mit.edu, Argonne National Lab sine gjennombrot innan litium-svovel anl.gov, Reuters si dekning av utviklinga til Theion og Lyten reuters.com, lyten.com, og intervju med bransjeleiarar (t.d. Phinergy sin CEO om fordelane med aluminium-luft evreporter.com). Desse og andre kjelder gjennom teksten gir detaljert dokumentasjon for påstandane som er gjorde.