Flytta på dig, litium: Aluminium- och svavelbatterier tänder en energirevolution

I januari 2024 rapporterade en studie i Nature Communications om ett aluminium–svavel-batteri som fungerade vid 85 °C med en smält kloraluminat-elektrolyt, och behöll 85,4 % av sin kapacitet efter 1 400 cykler vid 1C.
Stanfords aluminiumjonbatteri-prototyp från 2015 använde en aluminiumanod och en grafitkatod, vilket möjliggjorde ultrasnabb laddning (ungefär en minut) och över 7 500 cykler vid cirka 2 V.
År 2014 demonstrerade Phinergy en bil som kunde köra cirka 1 100 miles med aluminium-luft-batterier.
Aluminium-luft-batterier erbjuder ungefär tre gånger så hög energitäthet per vikt som litiumjonbatterier.
I januari 2023 demonstrerade Argonne National Laboratory Li–S-celler med ett redoxaktivt mellanlager som nästan eliminerade shuttle-effekten och möjliggjorde över 700 cykler.
Litium–svavel-celler har visat energitätheter runt 400–500 Wh/kg i laboratorier, och NASAs SABERS-projekt siktar på cirka 500 Wh/kg för elflyg.
I augusti 2022 presenterade MIT:s Donald Sadoway ett aluminium–svavel-batteri med aluminiumanod och svavelkatod, där smältsalt-elektrolyter möjliggör lågkostnads- och säker drift.
I oktober 2024 tillkännagav Lyten planer på att bygga världens första Li–S-batterigigafabrik i Nevada, med målet 10 GWh/år till 2027.
I mars 2025 tog Theion in 15 miljoner euro för att skala upp kristallina svavel-Li–S-celler, och hävdar tredubbel energitäthet jämfört med Li-jon, en tredjedel av kostnaden och en tredjedel av CO₂-utsläppen, med planer att gå från myntceller till större påsceller.
År 2023 visade Phinergy och Indian Oil Corporation upp Indiens första aluminium-luft-drivna fordon, vilket signalerar potential för marknadsintroduktion.

Föreställ dig batterier tillverkade av vanlig aluminiumfolie och svavelpulver, som driver allt från hem till elbilar till en bråkdel av dagens kostnader. Aluminium- och svavelbaserade batterier framträder som lovande alternativ till traditionella litiumjonceller, och erbjuder den lockande potentialen för billigare, säkrare och mer hållbar energilagring. I denna rapport fördjupar vi oss i vad dessa aluminium- och svavelbatterier är, hur de fungerar, de olika typerna under utveckling (inklusive en spännande kombination av aluminium och svavel), deras fördelar och utmaningar, de viktigaste aktörerna bakom genombrotten, och hur nya innovationer under 2024–2025 kan förändra ren energi och elfordon. (Alla källor är angivna för trovärdighet.)

Vad är aluminium- och svavelbatterier?

Aluminiumbatterier och svavelbatterier representerar två breda familjer av nästa generations uppladdningsbara batteriteknologier som syftar till att lösa begränsningarna hos dagens litiumjonbatterier. Enkelt uttryckt använder de aluminium eller svavel (eller båda) i sina elektrokemiska reaktioner istället för att enbart förlita sig på litiumbaserade kemier. Precis som alla batterier har dessa tre huvuddelar – en positiv elektrod (katod), en negativ elektrod (anod) och en elektrolyt däremellan som transporterar joner under laddning och urladdning. Den avgörande skillnaden är kemin: i aluminiumbatterier fungerar metallen aluminium ofta som anod (och i vissa konstruktioner tillhandahåller den laddningsbärande joner), medan i svavelbatterier fungerar grundämnet svavel vanligtvis som katodmaterial och tar emot joner från en metallanod (som litium eller natrium).

Varför utforska aluminium eller svavel? Båda elementen är otroligt rikliga och billiga jämfört med litium och kobolt som används i Li-jonceller. Aluminium är det mest förekommande metallet i jordskorpan och har en mycket hög teoretisk kapacitet för att lagra laddning (varje Al-atom kan avge 3 elektroner, vilket ger en laddningskapacitet på 2,98 Ah per gram, vilket är enormt) nature.com. Svavel är ett av de billigaste icke-metalliska elementen (ofta en biprodukt från oljeraffinering) och kan binda med två litiumjoner per atom, vilket möjliggör mycket hög energilagringspotential nature.com, anl.gov. I princip skulle batterier som använder aluminium eller svavel kunna lagra mer energi för en given vikt och kosta mycket mindre än dagens litiumjonbatterier. Som forskare vid Argonne National Laboratory förklarar, “Svavel är extremt rikligt och kostnadseffektivt och kan lagra mer energi än traditionella jonbaserade batterier.” anl.gov På samma sätt är aluminium billigt, lättillgängligt och lagrar laddning tätt både per vikt och volymnature.com.

En annan stor drivkraft är säkerhet och hållbarhet. Litiumjonbatterier använder brandfarliga organiska vätskeelektrolyter och kräver ofta sällsynta metaller (som kobolt, nickel, litium) som skapar problem i leveranskedjan och etiska frågor. Däremot kan många aluminium- och svavelbatteridesigner använda obrännbara elektrolyter (såsom jonvätskor eller smältsalter) och undvika konfliktmineraler. Till exempel använder en ny litium-svavelbatteridesign endast “rikligt tillgängliga lokala material, vilket eliminerar behovet av utvunna mineraler som nickel, kobolt, mangan och grafit,” enligt batteristartupen Lyten lyten.com. MIT-professorn Donald Sadoway – en ledande batteriinnovatör – har uttryckligen letat efter “billiga, jordrika” ingredienser för att uppfinna något “mycket bättre än litiumjon”, och har valt aluminium för anoden och svavel för katoden i sin senaste batterikemi news.mit.edu.

Sammanfattningsvis är aluminium- och svavelbatterier ett försök att bygga ett billigare, säkrare och mer etiskt batteri genom att använda element som är rikliga (ingen global brist), billiga och har inneboende hög kapacitet. Låt oss nu utforska hur dessa batterier fungerar i praktiken och de olika typer som utvecklas.

Hur fungerar de? (Batterigrunder på enkel svenska)

Aluminiumbaserade batterier använder vanligtvis aluminium som anod. När batteriet laddas ur, avger aluminiumet elektroner (vilket ger en elektrisk ström) och aluminiumjoner (Al³⁺) som rör sig genom elektrolyten till katoden. Beroende på batterityp antingen interkalerar (infogas) dessa aluminiumjoner i ett katodmaterial eller reagerar med det. Till exempel, i ett aluminiumjonbatteri, transporteras Al³⁺-joner in i en skiktad katod (som grafit eller en metalloxid) och ut igen vid laddning news.stanford.edu. I ett aluminium-svavelbatteri reagerar aluminiumjonerna med svavel vid katoden och bildar aluminium-svavelföreningar under urladdning, och återgår sedan till aluminium vid laddning nature.com. Och i aluminium-luftbatterier reagerar aluminiumet med syre från luften vid en speciell katod, vilket bildar aluminiumoxid eller hydroxid – en reaktion som frigör elektricitet tills aluminiumanoden är förbrukad.

Svavelbaserade batterier involverar oftast en svavelkatod ihop med en metallanod (litium är vanligast, men natrium och även magnesium eller aluminium kan användas). Om vi tar litium-svavel (Li-S) som exempel: vid urladdning avger litiumatomer vid anoden elektroner och blir till litiumjoner (Li⁺) som rör sig genom elektrolyten till svavelkatoden. Svavlet (S₈-molekyler) där omvandlas till litiumsulfid (Li₂S) genom att ta upp litiumjoner – i princip suger svavlet upp litiumjoner och elektroner för att bilda nya föreningar, och lagrar energi i de kemiska bindningarna. Vid laddning går processen åt andra hållet: litiumjonerna lämnar svavlet och återvänder till anoden, och svavlet återskapas. Eftersom varje svavelatom kan binda två litiumatomer, och S₈-ringar kan brytas upp till olika litium-polysulfidmolekyler, kan Li-S-batterier i teorin lagra 3–5 gånger mer energi per vikt än Li-jon. Natrium-svavel (Na-S) batterier fungerar på liknande sätt med natriumjoner och bildar vanligtvis natriumpolysulfider eller natriumsulfid.

I alla dessa batterier vandrar joner fram och tillbaka genom en elektrolyt medan elektroner flödar genom en extern krets – det är så batteriet laddas och laddas ur. Elektrolyten kan vara en vätska, gel eller fast ämne som tillåter joner att röra sig men tvingar elektronerna att gå genom kretsen (vilket driver din enhet). Viktigt är att vissa av dessa nya kemier kräver speciella elektrolyter för att fungera. Aluminiumjonbatterier förlitar sig ofta på jonvätske- eller smältsaltselektrolyter eftersom Al³⁺-joner interagerar starkt med vanliga lösningsmedel. Faktum är att tidiga uppladdningsbara aluminiumbatterier först blev möjliga när forskare hittade en jonvätska vid rumstemperatur (baserad på kloraluminatsalter) som låter aluminiumjoner röra sig in och ut ur en grafitkatod effektivt news.stanford.edu. På liknande sätt använder litium-svavelbatterier ofta modifierade flytande elektrolyter eller fasta elektrolyter för att förhindra problem vi kommer diskutera senare (som att svavel läcker ut i elektrolyten).

För att sammanfatta enkelt: aluminiumbatterier genererar energi genom att aluminiumet avger flera elektroner per atom (otroligt hög laddning per metallatom) och bildar bindningar antingen med en värdkatod eller med syre/svavel, medan svavelbatterier genererar energi genom att ett lätt, rikligt förekommande grundämne (svavel) fångar upp metalljoner och elektroner i energirika föreningar. Båda designerna tar oss bortom den enkla litiumjonöverföringen i dagens batterier, och kan potentiellt ge mer kraft per laddning. Nästa steg är att titta på de specifika varianterna av dessa batterier som utvecklas.

Typer av aluminiumbaserade batterier

Forskare undersöker flera typer av batterier som använder aluminium på olika sätt:

Uppladdningsbara aluminiumjonbatterier (Al-Ion): Dessa batterier använder aluminium som anod och vanligtvis en grafitkatod med en speciell jonvätskeelektrolyt. Ett känt tidigt exempel kom från Stanford University 2015, där forskare demonstrerade en prototyp av ett aluminiumjonbatteri med en aluminium-anod och en grafitkatod i en jonvätska. Det visade ultrasnabb laddning (en liten cell kunde laddas på ungefär en minut!) och extremt lång livslängd (över 7 500 laddningscykler utan kapacitetsförlust) news.stanford.edu. Stanford-cellen var också mycket säker – forskarna kunde borra genom påscellen utan att den började brinna, till skillnad från litiumceller news.stanford.edu. Dock hade den en lägre spänning (~2 volt, ungefär hälften av en typisk Li-jon-cells spänning) news.stanford.edu, vilket innebär att fler celler behövs i serie för att uppnå användbara spänningar. Huvudsaklig fördel: Al-jonbatterier lovar snabb laddning, lång livslängd och förbättrad säkerhet (inga brandfarliga komponenter), med billiga material (aluminium och kol) news.stanford.edu. Pågående forskning syftar till att öka deras energitäthet genom att hitta bättre katoder och elektrolyter för att öka spänning och kapacitet news.stanford.edu. Flera grupper världen över (från Stanford till kinesiska universitet news.mit.edu) driver utvecklingen av aluminiumjonteknik. Till exempel undersöker forskare olika katodmaterial (även inklusive metallsulfider nature.com) för att lagra aluminiumjoner mer effektivt nature.com.
Aluminium-luftbatterier: Aluminium-luft är ett primärbatteri (ej uppladdningsbart med elektricitet, men potentiellt mekaniskt ”påfyllningsbart”) där aluminium reagerar med syre från luften för att generera elektricitet. Dessa celler har en imponerande hög energitäthet eftersom katoden bara är omgivande luft – vilket gör batteriet extremt lätt. Faktum är att aluminium-luftpaket kan ha ungefär 3 gånger så mycket energi per vikt som litiumjon på systemnivå evreporter.com. Nackdelen är att när aluminium-anoden oxiderar till aluminiumhydroxid eller oxid är cellen ”förbrukad” och behöver nytt aluminium för att fortsätta. Detta gör aluminium-luft mer likt en bränslecell eller en räckviddsförlängare: du skulle byta ut en aluminiumplatta (och återvinna den använda) istället för att ladda upp den. Företag som Phinergy i Israel har varit pionjärer inom aluminium-luftsystem i flera år. I samarbete med Indian Oil Corporation testar de aluminium-luftbatterier i elfordon och stationära reservkraftenheter. År 2023 demonstrerade de en liten elbil i Indien som körde över 500 km på aluminium-luftceller innan den behövde en aluminium-”påfyllning”evreporter.com. Phinergys VD David Mayer påpekar att aluminium-luftteknik är ”säker, icke-brännbar,” kräver ingen tung laddningsinfrastruktur, och kan laddas (genom att byta aluminium) ”på några minuter” istället för timmar evreporter.com. Nackdelen är att etablera en hel leveranskedja för att massproducera och återvinna aluminiumplattor. Ändå är denna teknik redan kommersiell i nischer: t.ex. Phinergys aluminium-luftenheter används som reservkraft för telekomtorn (ersätter dieselgeneratorer) i Israel och Europa evreporter.com. Aluminium-luftbatterier kanske inte direkt ersätter det uppladdningsbara batteriet i din telefon, men de skulle kunna fungera som räckviddsförlängare för elbilar eller långtidslagring – och ge en enorm energireserv som du byter ut periodvis.
Aluminium-svavelbatterier: Fascinerande nog kombinerar vissa forskare aluminium och svavel i ett och samma batteri – med aluminium som anod och svavel som katod, samt en elektrolyt av smält salt eller jonvätska. Denna hybridmetod försöker utnyttja det bästa av båda elementen: aluminiums höga anodkapacitet och svavels höga katodkapacitet, allt med otroligt billiga material. I augusti 2022 presenterade ett team lett av MIT:s Donald Sadoway en ny design för aluminium-svavelbatterier som genast väckte uppmärksamhet för sin låga kostnad och prestanda. Den använder smälta kloraluminatsalter som elektrolyt, vilka fungerar vid en måttlig temperatur (runt 110 °C, ungefär som en kopp varmt kaffe) för att hålla saltet flytande news.mit.edu. Den uppvärmda elektrolyten var ett smart val: den är inte bara icke-brännbar och billig, den förhindrade också dendriter – de där besvärliga metallspetsarna som kan kortsluta batterier. Som Sadoway uttryckte det, den valda salten “pensionerade i princip dessa okontrollerade dendriter, samtidigt som den möjliggjorde mycket snabb laddning” news.mit.edu. Hans prototypcell med aluminium-svavel kunde laddas på mindre än en minut utan kortslutning, och fungerade i hundratals cykler med en uppskattad kostnad per cell på omkring en sjättedel av jämförbara litiumjonceller news.mit.edu. Detta är en enorm kostnadsminskning, bekräftad av externa analytiker; materialkostnaderna för dessa batterier kan vara 85 % lägre än för litiumjon enligt Science-tidskriften news.mit.edu. Visionen är att använda sådana celler för stationär lagring (t.ex. lagring av solenergi för användning nattetid) och möjligen för stöd vid snabbladdning av elbilar. Sadoways design kommersialiseras av en startup som heter Avanti, som siktar på att skala upp cellerna och utföra stresstester inom en snar framtid news.mit.edu. Samtidigt driver andra grupper aluminium-svavelkonceptet vidare: i januari 2024 rapporterade forskare i Kina om ett uppladdningsbart Al-S-batteri som kan fungera vid 85 °C (precis under vattnets kokpunkt, ännu enklare att underhålla) med utmärkt livslängd – över 1 400 cykler med endast 15 % kapacitetsförlust, och förmåga till snabbladdning vid den temperaturen nature.com. Att sänka driftstemperaturen under 100 °C innebär att enkel uppvärmning med varmt vatten kan underhålla batteriet, vilket “förenklar avsevärt” den termiska hanteringen och öppnar för bredare användningsområden nature.com. Slutsats: Aluminium-svavelbatterier kan bli en game-changer för nätlagring och kanske vissapå fordon, genom att leverera ultrabilliga, eldfasta batterier som använder jord-abundant aluminium (det mest förekommande metallet) och svavel (det billigaste icke-metallet) news.mit.edu.

Typer av svavelbaserade batterier

Flera batteriteknologier utnyttjar svavelkatoder i kombination med olika anoder:

Litium-svavel (Li-S) batterier: Litium-svavel är en av de mest studerade “post-litium”-kemierna tack vare dess skyhöga energipotential. En Li-S-cell kan teoretiskt lagra upp till 5x så mycket energi per vikt som en litiumjoncell, eftersom svavel är så lätt och varje svavelatom kan binda flera litiumatomer. I praktiken har Li-S-batterier redan visat energitätheter runt 400–500 Wh/kg (ungefär dubbelt så mycket som Li-jon) i laboratorier businessaviation.aero, apricum-group.com. De är också attraktiva eftersom de är väldigt billiga och miljövänliga – svavel kostar nästan ingenting och är rikligt, och Li-S-celler innehåller varken kobolt eller nickel. Dock har Akilleshälen för Li-S varit livslängd och stabilitet. Traditionella Li-S-prototyper drabbades av “polysulfid-shuttle”-effekten: intermediära svavelföreningar (polysulfider) löses upp i elektrolyten under cykling och migrerar till litiumanoden, vilket orsakar självurladdning, korrosion och snabb kapacitetsförlust anl.gov. De genomgår också betydande “andning” (volymförändringar) – svavel expanderar och drar ihop sig mycket vid laddning/urladdning, vilket kan skada cellstrukturen reuters.com. Dessa problem gjorde att tidiga Li-S-batterier dog efter bara tiotals cykler. Den goda nyheten är att nyligen har genombrott löst dessa problem. Forskare har utvecklat nanostrukturerade kolkatoder och elektrolyttillsatser för att fånga polysulfider och förlänga livslängden nature.com. I januari 2023 demonstrerade Argonne National Lab en Li-S-cell med ett speciellt poröst “redox-aktivt” mellanlager som nästan eliminerade shuttle-problemet, vilket gjorde att batteriet klarade 700+ cykler med bibehållen hög kapacitet anl.gov. “Tidigare [svavel]batterier undertryckte bara shuttling men offrade energi. Vårt lager tillför lagringskapacitet och undertrycker shuttle,” förklarade Argonne-kemisten Guiliang Xu anl.gov. Detta tyder på att Li-S-batterier kan göras både högenergiska och långlivade. Faktum är att företag nu tävlar om att kommersialisera dem: Lyten, en startup i Kalifornien, har utvecklat en litium-svavelcell förstärkt med egenutvecklade 3D-grafenmaterial och siktar på nischmarknader som drönare, flyg- och rymdteknik samt försvar 2024–2025 lyten.com. Lyten hävdar att deras Li-S-batterier är 40 % lättare än dagens litiumjonbatterier (och 60 % lättare än järnfosfatbatterier) samtidigt som de är billigare i stor skala tack vare att nickel, kobolt och andra dyra material elimineras lyten.com. Ett annat företag, Theion (Tyskland), arbetar med kristallina svavelkatoder och rapporterade nyligen Li-S-celler med 3× så hög energitäthet som Li-jon, till endast en tredjedel av kostnaden, och potentiellt en tredjedel av produktionsutsläppen reuters.com. Theions VD Ulrich Ehmes sa att deras batterier – som undviker korrosionsproblem genom att använda en stabil form av svavel och en för-expanderad design – kan finnas i elfordon “innan decenniets slut” om utvecklingen fortsätter enligt plan reuters.com. Kort sagt är litium-svavelbatterier på väg att ta steget från labb till marknad, och lovar ultralätta, högenergipaket för tillämpningar där varje kilogram räknas (el-flygplan, elbilar med lång räckvidd, rymden).
Natrium-svavel (Na-S) batterier: Natrium och svavel kan låta som ett osannolikt par (natrium är extremt reaktivt, och tidiga Na-S-batterier gick heta vid 300°C), men denna kemi har en lång tradition för nätlagring. Högtemperatur-Na-S-batterier har använts för energilagring i stor skala i decennier (särskilt av NGK i Japan) – de fungerar med smält natrium och svavel separerade av en fast keramisk elektrolyt, vilket ger god effektivitet och livslängd för stationär lagring. Dock har behovet av att hålla dem vid ~300 °C begränsat en bredare användning. På senare tid finns det entusiasm kring natrium-svavelbatterier vid rumstemperatur som kan erbjuda ett billigt och säkert alternativ för storskalig lagring. I slutet av 2022 tillkännagav ett team vid University of Sydney ett ”billigt batteri med fyra gånger så hög kapacitet som litiumjon” med en ny Na-S-design för rumstemperatur sydney.edu.au. Genom att använda en porös kol-elektrod och en enkel värmebehandling (pyrolys) för att skapa en mer reaktiv form av svavel, uppnådde de superhög kapacitet och ultralång livslängd vid rumstemperatur, och övervann Na-S:s tidigare ”tröga” prestanda sydney.edu.au. Huvudforskaren Dr. Shenlong Zhao sa att detta natrium-svavelbatteri ”har potential att dramatiskt sänka kostnaderna samtidigt som det ger fyra gånger så mycket lagringskapacitet. Detta är ett betydande genombrott för utvecklingen av förnybar energi…” sydney.edu.au. Natrium och svavel är faktiskt ännu mer rikliga och billiga än litium, så ett framgångsrikt Na-S-batteri kan vara en fördel för energilagring i elnätet – och möjliggöra stora batterier för vind-/solparker till minimal kostnad. Även om Na-S-celler inte matchar litiumjon för kompakta elbilsbehov (natrium är tyngre, och dessa celler är för närvarande i större format), kan de bli en avgörande del av den rena energiinfrastrukturen, och erbjuda säker och billig lagring när solen inte skiner eller vinden inte blåser sydney.edu.au. Forskning pågår världen över (Kina, Australien, Europa) för att förfina Na-S-batterier vid rumstemperatur för kommersialisering.
Andra svavelbaserade batterier: Utöver Li-S och Na-S har forskare experimenterat med svavelkatoder i kombination med andra metaller som magnesium eller kalcium, och till och med att para ihop svavel med aluminium (som diskuterats tidigare). Dessa multivalenta metall–svavelbatterier (där metalljonen bär mer än en laddning, t.ex. Al³⁺ eller Mg²⁺) är attraktiva av samma anledning som aluminium eller svavel var för sig – tillgång och hög kapacitet – men de står inför ännu mer utmanande kemi och befinner sig mestadels i tidiga forskningsstadier advanced.onlinelibrary.wiley.com. Till exempel har magnesium-svavelceller problem med elektrolytkompatibilitet och långsam kinetik. Solid-state-svavelbatterier är en annan banbrytande variant: genom att använda en fast elektrolyt (ofta en sulfid eller polymer) siktar forskare på att göra Li-S-celler som är säkrare (ingen brandfarlig vätska) och som helt undertrycker polysulfid-shuttlingen onlinelibrary.wiley.com, businessaviation.aero. NASA har aktivt utvecklat ett solid-state litium-svavelbatteri (projekt SABERS) med en svavel-selenkatod och en ny typ av fast elektrolyt, och har nått energitätheter på ~500 Wh/kg, lämpliga för elektrisk luftfart businessaviation.aero. Svavels lockelse – lätt, rikligt, kraftfullt – har placerat det i centrum för många futuristiska batterikoncept.

Efter att ha gått igenom landskapet av aluminium- och svavelbatterityper kan vi nu jämföra hur dessa teknologier står sig mot de dominerande litiumjonbatterierna och vilka unika fördelar de erbjuder.

Viktiga fördelar jämfört med litiumjon

Både aluminium- och svavelbaserade batterier utlovar betydande fördelar vad gäller kostnad, hållbarhet och prestanda om deras utveckling fortsätter framgångsrikt. Här är de viktigaste fördelarna:

🌎 Rikliga, billiga material: Aluminium och svavel är billiga och finns i överflöd praktiskt taget överallt. Aluminium är det vanligaste metallet i jordskorpan, och svavel är en vanlig biprodukt vid raffinering. Detta innebär att materialkostnaderna kan bli avsevärt lägre. En rapport från Science noterade att råmaterialen för ett aluminium-svavel-batteri kan vara 85 % billigare än för litiumjonbatterier news.mit.edu. Theion (ett svavelbatteri-startup) hävdar på liknande sätt att deras celler kommer att kosta endast en tredjedel så mycket som Li-jon-celler reuters.com. Med Sadoways ord är dessa batterier “etiskt framställda, billiga, [och] effektiva” news.mit.edu – de undviker dyra metaller som ofta är kopplade till problematisk gruvdrift. Att använda rikliga resurser innebär också färre flaskhalsar i leveranskedjan; vi kommer inte att drabbas av brist på litium eller kobolt om aluminium- och svavelbatterier slår igenom.
🔥 Förbättrad säkerhet (icke-brännbar): Många nästa generations aluminium-/svavelbatterier är utformade för att vara mycket säkrare. Istället för brandfarliga organiska elektrolyter kan de använda oorganiska smältsalter eller fasta elektrolyter som inte antänds news.mit.edu. Aluminiumjon- och aluminium-svavelceller som demonstrerats av Stanford och MIT “kommer inte att fatta eld, även om du borrar igenom [dem]” eller fungerar vid hög temperatur news.stanford.edu, news.mit.edu. På samma sätt kan svavelkatoder i kombination med fasta eller gelbaserade elektrolyter stå emot termisk rusning bättre än konventionella Li-jon. Phinergys aluminium-luft-system är i sig icke-brännbart och “säkert, icke-brännbart” i drift evreporter.com. Ökad säkerhet skyddar inte bara användare, utan förenklar även transport och tillverkning (ingen behov av dyr kylning eller brandskydd i batteripaket).
⚡ Hög energitäthet & låg vikt: Båda kemierna erbjuder potentialen för högre energilagring per vikt än dagens batterier. Litium-svavelbatterier har till exempel uppnått ~500 Wh/kg i prototyper businessaviation.aero – ungefär dubbelt så mycket som de bästa Li-jon, vilket möjliggör mycket lättare batteripaket. Lyten rapporterar att deras Li-S-celler kommer att vara upp till 40 % lättare än Li-jon-paket för samma energi lyten.com. Theion siktar på 3x energitätheten jämfört med Li-jon reuters.com. För elfordon och flygplan kan detta innebära längre räckvidd eller högre lastkapacitet för samma batterivikt. Aluminium-luft är extremt högt i energitäthet (det användes för att sätta ett rekord på 1 100 miles EV-körning på en enda aluminium-luft “tank” för några år sedan), dock med behov av påfyllning. Även aluminium-jonbatterier, även om de har lägre teoretisk energi än Li-S, kan utmärka sig i effekttäthet – Stanfords cell kunde laddas fullt på en minut news.stanford.edu, vilket antyder batterier som laddas lika snabbt som att tanka bensin. Kort sagt, dessa teknologier kan leverera antingen mycket mer energi (för långvarig användning) eller mycket snabbare urladdnings-/laddningshastigheter än Li-jon, eller båda.
🔋 Potential för lång livslängd: Rätt konstruerade kan aluminium- och svavelbatterier hålla lika länge eller längre än Li-jon. Aluminium-metallanoder bildar inte samma typ av dendriter som litium (särskilt med rätt elektrolyter) news.mit.edu, så de kan vara mycket hållbara. Stanfords Al-joncell överlevde 7 500+ cykler (en storleksordning mer än Li-jon) news.stanford.edu. Svavelceller har historiskt haft dålig livslängd, men nya designer (interlager, solid-state, etc.) uppnår hundratals eller tusentals cykler med minimal förlust anl.gov, nature.com. För stationär lagring är ett batteri som pålitligt kan cykla varje dag i 10+ år avgörande, och utvecklarna av dessa kemier är mycket fokuserade på stabilitet.
♻️ Miljömässiga & Etiska Fördelar: Eftersom de använder lättillgängliga material undviker dessa batterier den miljöskada som är förknippad med brytning och bearbetning av sällsynta metaller som kobolt, nickel och litium. Det sker också en minskning av batteriets inbäddade koldioxidavtryck. Theion uppskattar att deras svavelbattericeller endast kommer att släppa ut en tredjedel av CO₂ vid produktion jämfört med Li-jonceller reuters.com. Svavel är ofta en avfallsprodukt (miljontals ton ligger på lager), så att använda det i batterier är i princip återvinning av industriavfall. Aluminium är också mycket återvinningsbart – en befintlig global återvinningsinfrastruktur kan utnyttjas för att enkelt återvinna aluminium från förbrukade batterier. Etiskt sett undviker användningen av svavel och aluminium de barnarbetes- och människorättsproblem som har plågat koboltbrytning. Alla dessa faktorer innebär att nästa generations batterier kan bli mer hållbara och socialt ansvarsfulla under hela sin livscykel.
💡 Snabbladdning och Hög Effekt: Vissa aluminium/svavel-designer visar ultrasnabb laddningskapacitet. Vi har nämnt 60-sekunders laddning i labbtester news.stanford.edu. Dessutom har aluminium-svavelceller i labb fungerat vid mycket höga laddningshastigheter (t.ex. laddning vid 1C eller högre vid förhöjd temperatur med utmärkt retention) nature.com. Aluminium-luft kan “laddas om” direkt genom att byta ut aluminiumet. Dessa egenskaper kan lindra en av de största konsumentklagomålen med elbilar och prylar – långa laddningstider – och även ge hög effekt när det behövs (tänk dig elverktyg eller elbilar med aluminiumbatterier som levererar en stark kraft utan spänningsfall).

Det är viktigt att notera att inte alla dessa fördelar gäller lika för alla varianter (till exempel ger aluminium-luft hög energi men är inte elektriskt uppladdningsbart; aluminium-jon laddar snabbt men har lägre spänning; Li-S är superlätt men har för närvarande måttlig cykellivslängd). Dock är det övergripande löftet med aluminium- och svavelbatterier att vi kan dramatiskt sänka kostnader och beroende av sällsynta material samtidigt som vi levererar lika bra eller bättre prestanda inom viktiga områden som säkerhet, energi och effekt.

Utmaningar och Tekniska Hinder

Om aluminium- och svavelbatterier är så bra, varför finns de inte överallt än? Sanningen är att dessa teknologier står inför betydande utmaningar som forskare och ingenjörer fortfarande arbetar med att övervinna:

Polysulfid-shuttle och katodnedbrytning (Svavelproblem): I litium-svavel- och andra svavelkatodbatterier har det ökända polysulfid-shuttle-problemet varit ett stort hinder. När batteriet cyklas går svavel igenom intermediära stadier som kan lösas upp i elektrolyten och vandra till anoden, vilket orsakar självurladdning, förlust av aktivt material och till och med skadliga reaktioner med anoden anl.gov. Detta leder till snabb kapacitetsförlust. Dessutom tenderar svavelkatoder att svälla och dra ihop sig avsevärt (upp till ~80 % volymförändring) när de omvandlas till litiumsulfid och tillbaka reuters.com. Detta ”andande” kan med tiden pulverisera katoden eller få den att lossna från strömkollektorerna. Även om nya strategier (som att lägga till skyddande mellanlager anl.gov, använda nanostrukturerade kolvärdar eller fasta elektrolyter) har mildrat dessa problem, återstår det en stor utmaning att säkerställa att ett svavelbatteri kan hålla i hundratals cykler under verkliga förhållanden.
Dendriter och pläteringsproblem (Metallanoder): Aluminium-metallanoder, liksom andra metallanoder, kan bilda dendriter (tunna, ledande filament) vid uppladdning, vilket riskerar att kortsluta cellen. Faktum är att en stor anledning till att aluminiumbatterier länge misslyckades var att ingen kunde få plätering/avplätering av aluminium att upprepas pålitligt – det bildades ofta en ”mossig” beläggning eller så inaktiverades ytan genom att bilda ett oxidlager. De joniska vätskorna och smältsaltselektrolyterna har gjort mycket för att ”tämja” detta problem (med ett team som rapporterade att deras smältsalts-Al-batteri ”aldrig förlorade celler på grund av dendritkortslutning” i snabbladdningstester news.mit.edu). Men om en mer konventionell elektrolyt användes, skulle dendriter eller sidoreaktioner med aluminiums oxidbeläggning kunna vara problematiska. På liknande sätt, om litium används som anod i svavelbatterier (vanligt i Li-S-design), uppstår litiumdendriter och säkerhetsproblem, särskilt om flytande elektrolyter används. Forskare kombinerar ofta Li-S med skyddande membran eller solid-state-design för att förhindra litiumdendriter.
Låg driftspänning och energieffektivitet (Aluminiumjon): Aluminiumjonbatterier, särskilt de som använder interkalation (t.ex. grafitkatoder), har vanligtvis en lägre cellspänning än litiumjon. Stanfords berömda aluminiumjoncell producerade cirka 2,0 volt news.stanford.edu, medan en litiumjoncell har ~3,7 V nominellt. Detta beror delvis på kemin hos Al³⁺-interkalation och elektrolytbegränsningar. Lägre spänning innebär att du behöver fler celler i serie (vilket ökar komplexiteten och viss energiförlust) för att nå önskad batteripackspänning. Det finns också problemet med multivalenta joner som Al³⁺, vilka har trög kinetik i fasta ämnen – att flytta en +3-laddad jon är svårare än en +1-jon som Li⁺, så att uppnå hög effekt kan vara svårt om inte temperaturen höjs eller speciella elektrolyter används nature.com. Vissa Al-batterier fungerar bara bra vid förhöjda temperaturer (60–100 °C), vilket kan försvåra deras användning i konsumentelektronik (ingen vill ha ett ständigt varmt batteri i sin telefon!). De goda nyheterna: innovationer inom elektrolyter (som att tillsätta vissa salter eller använda nya blandningar) förbättrar aluminiumjonledningsförmågan vid lägre temperaturer nature.com.
Temperaturkrav: Som nämnts använder flera aluminium- och natriumbaserade designer smältsaltselektrolyter som måste hållas varma. Till exempel fungerar MIT:s aluminium-svavelbatteri optimalt vid cirka 110 °C news.mit.edu, och även den förbättrade varianten fungerar vid 85 °C nature.com. Även om dessa inte är glödheta enligt industristandard, innebär det att ett batteripack skulle behöva isolering och kanske en liten värmare för att hålla sig inom rätt intervall. Detta är okej för stationär lagring (där ett kylskåpsstort batteri kan ha termisk hantering) men är en utmaning för bärbara applikationer och elbilar om inte värmen kan vara självförsörjande (Sadoways cell faktiskt självuppvärms under cykling för att bibehålla temperaturen news.mit.edu). Höga driftstemperaturer kräver också robust tätning och säkerhetsåtgärder (även om fördelen är att det inte finns någon brandrisk). Forskare arbetar på att sänka driftstemperaturerna och utforskar till och med rumstemperaturkemier för både Al- och Na-baserade system nature.com.
Laddinfrastruktur och ”påfyllning” (Al-Air): Unikt för aluminium-luft (och liknande metall-luftsystem) är att de inte kan laddas upp genom att kopplas in i en laddare. Du måste byta ut eller återvinna aluminium-anoden när den är förbrukad. Detta kräver att man skapar en hel infrastruktur för att byta ut aluminiumplattor eller patroner, samla in de förbrukade och återvinna aluminium (troligen genom en smältprocess som drivs av elektricitet, vilket i praktiken ”laddar upp” aluminiumet igen). Indian Oil och Phinergy arbetar aktivt med detta ekosystem evreporter.com, men det är ett annat paradigm än bensinstationer eller laddstationer. Utan utbrett stöd kan aluminium-luft förbli nischat. Dessutom måste biprodukten från aluminium-luft (aluminiumhydroxid) tas om hand – även om den kan återvinnas till nytt aluminium eller andra produkter.
Uppskalning av tillverkning och integration: Litiumjonteknik har ett försprång på 30 år med massiv tillverkningsskala, optimerade leveranskedjor och en välutbildad arbetskraft. Alla nya batterikemier står inför utmaningen att gå från laboratoriebänk eller pilotproduktion till gigafabriksskala. Aluminium- och svavelbatterier kan kräva nya tillverkningsprocesser (till exempel hantering av fuktkänsliga jonvätskor eller fasta elektrolyter, eller nya celldesigner som Theions staplade elektroder). Att skala upp utan defekter och till låg kostnad är inte trivialt. Det finns också frågan om integration – kan dessa nya batterier användas direkt i befintliga enheter eller fordon, eller krävs nya designer? Olika spänningsprofiler, formfaktorer eller driftförhållanden kan innebära att allt från batterihanteringssystem till chassidesign i bilar måste omarbetas. Dessa övergångskostnader och osäkerheter kan bromsa införandet.
Nuvarande status (teknologisk mognad): Även om 2024 och 2025 har sett stora genombrott (som vi kommer att belysa härnäst), befinner sig många aluminium- och svavelbatteriteknologier fortfarande på prototyp- eller tidig kommersiell nivå. Ingen har ännu sett den typ av massutbredning som litiumjon har. Till exempel är litium-svavelceller precis på väg in på begränsade marknader som drönare och satelliter, där deras korta livslängd kan tolereras eller hanteras. Aluminium-svavel och aluminium-jon är i demonstrations- och uppskalningsfasen; inget elfordon eller elnät har ännu en stor sådan i full drift. Det innebär att det fortfarande finns risk för oförutsedda problem i verklig användning (tänk på hur Li-jon tidigt drabbades av incidenter med termisk rusning). Det kommer att ta tid, investeringar och troligen flera iterationer innan dessa teknologier är lika tillförlitliga som de etablerade. En skeptisk notering: litiumjon blir också bättre varje år – med nya kemier som litium-järnfosfat (LFP) och litium-metall solid-state på horisonten – så aluminium- och svavelbatterier måste inte bara fungera, utan även konkurrera mot en förbättrad etablerad teknik.

Sammanfattningsvis har aluminium- och svavelbatterier enorm potential men innebär också unika utmaningar. Forskare är öppna med att mer arbete krävs; som ett team skrev 2022, trots framsteg, “Al–S batteries have suffered poor rate capability and cycling stability” historiskt sett, vilket kräver fortsatt innovation inom elektrolyter och elektroder nature.com. Att övervinna dessa utmaningar är precis vad många laboratorier och startups fokuserar på just nu.

Vem leder utvecklingen? Stora aktörer inom utvecklingen

Detta spännande område har en blandning av akademiska laboratorier, startups och industrijättar som driver utvecklingen framåt. Här är några av de mest framstående aktörerna och vad de gör:

Massachusetts Institute of Technology (MIT) & Avanti: MIT har varit en grogrund för innovativ batteriforskning. Professor Donald Sadoways grupp vid MIT ledde utvecklingen av aluminium-svavelbatterikonceptet. Efter att ha publicerat de banbrytande resultaten i Nature 2022, grundade Sadoway Avanti för att kommersialisera teknologin news.mit.edu. Avantis mål är att skala upp produktionen av aluminium-svavelceller för stationär lagring och mer därtill. Sadoway är även känd för att ha varit med och grundat Ambri, ett företag som kommersialiserar flytande metallbatterier (med andra kemier som kalcium och antimon). Ambri siktar på lagring i elnätsskala och rapporterades börja leverera system 2024 youtube.com. Mellan Ambri och Avanti kan Sadoways innovationer täcka allt från stora batterier för elnätet till mindre batterier för byggnader eller laddstationer för elbilar news.mit.edu. MIT:s inflytande slutar inte där – deras forskare utforskar även litium-svavel i olika projekt, och institutet samarbetar ofta med nationella laboratorier och företag kring banbrytande batteriteknik.
Stanford University & SLAC: Stanford gjorde tidigt avtryck inom aluminiumjonbatterier (prototypen för snabbladdande Al-jon från 2015 news.stanford.edu). Det arbetet, lett av professor Hongjie Dai, visade att en enkel grafitkatod kunde möjliggöra ett uppladdningsbart aluminiumbatteri. Stanford fortsätter att bedriva batteriforskning; till exempel har SLAC (Stanford Linear Accelerator Lab) studerat nya katoder för aluminiumbatterier såsom metallsulfider nature.com, och undersökt gränssnitts-kemi för att förbättra cyklingen. Även om Stanfords upptäckt från 2015 ännu inte har lett till en kommersiell produkt, visade den på möjligheten och har citerats av många efterföljande studier. Den underströk också Stanfords anda av öppen forskning som leder till industriell tillämpning (vissa Stanford-alumner inom batteriforskning har gått till startups eller startat egna företag i Bay Areas batteristartup-scen).
Graphene Manufacturing Group (GMG) & University of Queensland: I Australien har GMG (i samarbete med University of Queensland) utvecklat ett Graphene Aluminum-Ion Battery. De har rapporterat imponerande prestanda i myntcellsprototyper – med extremt snabb laddning och lång livslängd – där grafen (en form av kol) används som katodmaterial i en aluminiumjon-konfiguration batteriesnews.com. GMG har siktat på att skala upp sin teknik till påsceller lämpliga för konsumentelektronik eller elbilar, och i slutet av 2022 hade de ett utvecklingsprogram och en pilotproduktionslinje på gång graphenemg.com. Deras tillvägagångssätt understryker synergierna mellan nanomaterial (grafen) och nya kemier som aluminiumjon för att uppnå bättre resultat.
Phinergy och Indian Oil (IOC): Phinergy är en israelisk startup som har varit pionjär inom aluminium-luftbatterier i över ett decennium. De drev berömt en demobil i 1 100 miles med aluminium-luft år 2014, och har sedan dess fokuserat på riktiga produkter för reservkraft och räckviddsförlängning för elfordon. Phinergy samarbetade med Indian Oil Corporation för att bilda ett joint venture (IOC Phinergy) som tar aluminium-luftteknik till Indiens marknad – potentiellt enormt för ett land som är angeläget om att hitta oljealternativ och utnyttja sin aluminiumindustri. I början av 2023 visade IOC Phinergy upp Indiens första fordon som drivs av aluminium-luft och höll på att bygga upp infrastruktur för plattillverkning och återvinning alcircle.com. Den indiska regeringen har också visat intresse, eftersom aluminium-luft kan minska beroendet av importerad litium. Phinergys teknik används redan kommersiellt i reservkraft för telekomtorn (ersätter dieseldrivna generatorer med utsläppsfria aluminium-luftsystem) evreporter.com, och de samarbetar med biltillverkare som Mahindra om fordonsintegration (t.ex. testflottor av elektriska rickshaws och bussar som använder aluminium-luft för utökad räckvidd) evreporter.com. Phinergys framsteg är avgörande eftersom det är en av de första som tar ett aluminium-baserat batteri ut ur labbet och in i praktiska fältanvändningar.
Lyten: Lyten är en startup i Silicon Valley (baserad i San Jose, Kalifornien) som har varit i stealth-läge i flera år och utvecklat ett litium-svavel-batteri förbättrat med ett egenutvecklat 3D-grafenmaterial. De har nyligen trätt fram med stora nyheter: i oktober 2024 tillkännagav Lyten planer på att bygga världens första litium-svavel-batteri-gigafabrik i Nevada, med en investering på över 1 miljard dollar lyten.com l. Anläggningen är planerad att producera 10 GWh Li-S-batterier årligen till 2027 lyten.com. Detta djärva drag tyder på att de har förtroende för att deras teknik är nära att vara redo för massproduktion. Lytens initiala målmarknader är inte personbilar utan mikromobilitet, flyg- och rymdindustrin, drönare och försvar under 2024–2025 lyten.com – områden där den höga energitätheten hos Li-S ger en avgörande fördel och där något lägre cykellivslängd kan vara acceptabelt. Företaget betonar batteriernas lätta vikt och avsaknad av konfliktmineraler, och deras celler använder faktiskt litium-metallanoder och svavel-kol-kompositkatoder, vilket undviker nickel, kobolt, etc. lyten.com. Lytens VD, 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. De har till och med tillverkat pilotbattericeller internt sedan 2023 för att testa och förfina produktionsprocessen lyten.com. Om Lytens gigafabrik lyckas kan det bli en game-changer – de första kommersiella Li-S-batterierna tillverkade i stor skala, potentiellt för användning i nästa generations elflygplan eller långdistans el-lastbilar där varje kilo räknas.
Theion: Theion är en startup baserad i Berlin, Tyskland, som fokuserar på litium-svavel-batterier med en twist – de använder kristallint svavel och speciella elektroder för att förbättra stabiliteten. I mars 2025 tog Theion in 15 miljoner euro i en Serie A-investeringsrunda för att skala upp sina battericeller reuters.com. Theion hävdar att deras celler kan tredubbla energitätheten jämfört med litiumjon samtidigt som kostnaderna minskas till en tredjedel, som nämnts tidigare reuters.com. De har enligt uppgift löst nyckelproblem genom att för-expandera katoden för att rymma svavlets expansion och genom att hålla svavlet i kristallin form som är mindre reaktiv med elektrolyter reuters.com. VD Ulrich Ehmes har sagt att deras teknik kan användas i elbilar, “flygande taxibilar” eller energilagring, och potentiellt finnas i bilar i slutet av 2020-talet reuters.com. Theions metod har väckt uppmärksamhet eftersom den inte är beroende av exotiska material – de framhåller att deras batterier “andas” mindre och inte korroderar som tidigare Li-S. Finansieringen kommer att hjälpa dem att utveckla större pouch-celler och gå bortom myntcellsprototyper reuters.com. Tysklands intresse för svavelbatterier ligger också i linje med Europas satsning på inhemska, hållbara batteriteknologier.
Argonne National Laboratory & U.S. DOE: Inom offentlig forskning har Argonne (tillsammans med andra amerikanska energidepartementets laboratorier som Oak Ridge och Pacific Northwest) varit aktiva inom forskning på svavelbatterier. Vi diskuterade Argonnes framsteg inom interlayer-design för Li-S-celler anl.gov. De utforskar också solid-state-svavelbatterier i samarbete med NASA för flygindustrin. DOE:s Vehicle Technologies Office har finansierat flera projekt om Li-S, Mg-S och även Li-Air och Al-Air, med insikt om den strategiska betydelsen av nästa generations kemier. Nationella laboratorier samarbetar ofta med universitet (t.ex. har Argonne arbetat med ett team inklusive University of Illinois om svavelinterlager) och delar resultat som startups kan bygga vidare på. Till exempel kommer mycket av förståelsen kring polysulfidbeteende och avancerad karakterisering (med verktyg som Argonnes Advanced Photon Source för röntgenanalys av batterier anl.gov) från dessa laboratorier.
Andra anmärkningsvärda: Universitet som Monash University (Australien) hamnade i rampljuset 2020 med ett Li-S-batteri som påstods kunna driva en smartphone i fem dagar och visade utmärkt stabilitet tack vare en ny bindemedels- och elektroddesign advancedsciencenews.com. Monash har sedan dess även arbetat med snabbladdande Li-S, med sikte på elektrisk flygtrafik monash.edu. I Storbritannien var det nu nedlagda Oxis Energy en pionjär inom Li-S; innan det stängdes 2021 hade Oxis utvecklat Li-S-celler som närmade sig 400 Wh/kg och samarbetade med flygplanstillverkare. Dess immateriella rättigheter förvärvades av andra aktörer, vilket möjligen påverkar nya projekt. Kinesisk akademi och industri är mycket aktiva – institutioner som Chinese Academy of Sciences, Wuhan University of Technology (som var medförfattare till Sadoways Al-S-artikel news.mit.edu), och företag som CATL utforskar svavel- och aluminiumkemier, även om detaljer ibland hålls hemliga. Till och med Teslas Battery Day 2020 antydde intresse för svavel (Elon Musk skämtade om att Tesla forskar på “lithium and sulfur” utan att gå in på detaljer, möjligen för långsiktiga projekt). Slutligen tittar NASA och Boeing på Li-S för flygplan: NASAs SABERS-projekt har ett flerskiktat svavelbatteri som nådde 500 Wh/kg, vilket kan möjliggöra elflygplan eller avancerade drönare businessaviation.aero.

Det är tydligt att ett globalt ekosystem av innovatörer driver aluminium- och svavelbatterier framåt – från små startups till anrika nationella laboratorier. De kommande åren (2025–2030) kommer sannolikt att se några av dessa ansträngningar bära frukt i form av verkliga produkter och pilotinstallationer.

Genombrott och senaste innovationer (2024–2025)

Perioden 2024 till 2025 har varit särskilt spännande för utvecklingen av aluminium- och svavelbatterier, med flera anmärkningsvärda genombrott:

Jan 2024 – Aluminium-svavel vid 85 °C (Nature Communications): Forskare demonstrerade ett nytt aluminium–svavelbatteri som fungerar vid 85 °C med en kvartär smältsaltselektrolyt, publicerat i Nature Communications nature.com. Detta batteri visade snabbladdningsförmåga och överraskande livslängd: det behöll 85,4 % av sin kapacitet efter 1 400 cykler vid 1C laddningshastighet nature.com. Viktigt är att 85 °C är en stor förbättring jämfört med tidigare smältsaltbatterier som krävde 110–180 °C nature.com. Teamet uppnådde detta genom att formulera en speciell blandning av salter (alkaliska kloraluminater) med låg smältpunkt, vilket också underlättade snabb aluminiumjonrörelse nature.com. De använde också en kvävedopad porös kolkatod som hjälpte svavelreaktionerna att ske snabbt nature.com. Detta resultat är betydelsefullt eftersom det pekar mot praktiska, lågkostnadsbatterier för elnätet som skulle kunna fungera med enkel uppvärmning (till och med bara varmt vatten som värmekälla, som författarna noterar nature.com) och leverera snabbladdning utan nedbrytning. Det är ett steg mot att göra MIT:s Al-S-batterikoncept mer användarvänligt och mobilt.
Okt 2024 – Lyten tillkännager Li-S-gigafabrik: Lyten’s tillkännagivande av en litium-svavelbatteri-gigafabrik i Nevada var en stor branschnyhet i slutet av 2024 lyten.com. Den är planerad att bli världens första gigafabrik dedikerad till Li-S-celler, med målet att producera 10 GWh/år till 2027 lyten.com. Ännu mer anmärkningsvärt var att Lyten uppgav att deras Li-S-batterier redan är på väg in på utvalda marknader under 2024 och 2025 – specifikt har de kunder inom mikromobilitet (elcyklar, elscootrar), rymdindustrin (kanske satelliter eller höghöjdsdrönare), drönare och försvarsapplikationer som använder deras batterier lyten.com. Detta tyder på att Lyten har gått från laboratorieprototyper till pilotproduktion och faktisk användning i fält inom dessa nischer. Beslutet att bygga en stor fabrik visar på förtroende för att teknologin kan skalas upp och att efterfrågan kommer att materialiseras. Det är också en stor signal till batteribranschen och investerare att litium-svavel närmar sig att vara redo för bred lansering. Vi kan snart få se produkter som stoltserar med “Li-S-batteri inuti”, åtminstone inom avancerade eller specialiserade tillämpningar, som ett resultat av detta.
Mar 2025 – Theion tar in kapital, påstår 3× energi: I mars 2025 rapporterade Reuters att Theion tog in 15 miljoner euro för att skala upp sitt svavelbatteri, vilket “lagrar mer energi men kostar mycket mindre än konventionella litiumjonbatterier.” reuters.com Theion avslöjade delar av sin tekniska strategi offentligt och sa att deras celler har tre gånger så hög energitäthet som Li-jon, till en tredjedel av kostnaden och en tredjedel av CO₂-utsläppen, som nämnts tidigare reuters.com. De bemötte de stora farhågorna genom att säga att de undviker snabb korrosion genom att använda kristallint svavel och hanterar expansion genom att för-expandera katodstrukturen reuters.com. Finansieringen kommer att hjälpa dem att gå från myntceller till större påsceller (lämpliga för elbilar eller flygplan) reuters.com. Denna utveckling påminner om att inte bara ett utan flera startups (Lyten, Theion, andra) når milstolpar och lockar investeringar, vilket ökar chansen att åtminstone en kommer att lyckas kommersiellt. Det påminner lite om de tidiga dagarna för litiumjon, där flera företag och länder tävlade – här har vi amerikanska och europeiska aktörer som driver på svavelbatterier samtidigt.
2023 – 2024 – Lösa livspusslet med svavelcykeln: Under hela 2023 och in i 2024 publicerade flera forskargrupper framsteg i att förlänga livslängden för svavelbatterier. En höjdpunkt var den Argonne-ledda studien (publicerad aug 2022 i Nature Communications) som visade att ett redox-aktivt mellanlager dramatiskt kan förbättra stabiliteten hos Li-S-batterier anl.gov. I början av 2023 rapporterade de att denna metod ger celler som bibehåller hög kapacitet över hundratals cykler anl.gov, vilket för Li-S närmare att bli användbart i vardagen. I mitten av 2024 rapporterade ett annat team om ett vikbart, flexibelt Li-S-batteri med en speciell järnsulfidkatod som till och med kunde klippas itu utan att sluta fungera acs.org – en ny lösning för bärbar eller flexibel elektronik med Li-S. Dessa stegvisa innovationer är viktiga: de tar itu med de praktiska problemen (som hantering av polysulfider, mekaniska påfrestningar, etc.) ett i taget. Varje förbättring för Li-S-celler närmare att möta de stränga kraven från kommersiell elektronik och fordon.
2024 – Forskning och utveckling kring aluminiumbatterier ökar: På aluminiumsidan såg man också intressant forskning i slutet av 2024. Forskare undersökte nya katodmaterial för aluminiumjonbatterier, såsom koboltsulfid, för att uppnå högre kapacitet och bättre förståelse för mekanismerna bakom laddningslagring nature.com. Det finns en växande mängd arbete kring “multivalenta” batterier (inklusive Al, Mg, Zn) som ofta delar utmaningar och genombrott – till exempel kan förbättrade elektrolyter som hjälper ett system ibland användas i ett annat advanced.onlinelibrary.wiley.com. Vi ser också länder som Indien investera i aluminiumbatteriteknik, inte bara via Phinergys aluminium-luftbatterier utan även inom akademisk forskning för att skapa ett uppladdningsbart aluminiumbatteri anpassat för indiska förhållanden (med statlig finansiering av projekt inom ramen för den nationella energilagringsstrategin). Även om dessa ännu inte har fått global uppmärksamhet bidrar de till den växande rörelsen kring aluminiumbatterier världen över.
Politiska och marknadssignaler: Genombrottsberättelserna handlar inte bara om teknik. Under 2024–2025 ser vi starka marknadssignaler som stödjer dessa nya batterier. Den amerikanska regeringens Inflation Reduction Act (IRA) och andra policys uppmuntrar inhemska batteriförsörjningskedjor – vilket gynnar kemier som kan produceras med lokalt tillgängliga material som svavel (USA producerar mycket svavel från oljeraffinering) och aluminium. Lytens gigafabrik i Nevada och det amerikanska försvarsdepartementets intresse för lätta Li-S-batterier för soldater eller satelliter är resultat av dessa incitament lyten.com. I Europa gör strävan efter hållbarhet ett kobolt- och nickelfritt batteri mycket attraktivt, därav EU-finansiering för projekt som Theion och andra. Även i Kina, där litiumjon-tillverkning dominerar, har det funnits statligt stödda program för ”nästa generations” batterier (till exempel rapporteras CATL arbeta på ett natriumjon + svavel-hybridbatteri för lansering runt 2023/24 inom stationär lagring). Alla dessa trender indikerar att tiden är mogen för aluminium- och svavelbatterier – världen söker lösningar, och teknologin håller på att hinna ikapp dessa behov.

I grund och botten har de senaste två åren förvandlat aluminium- och svavelbatterier från en nischad labbkuriositet till seriösa utmanare för framtidens energilagring. Som en forskare träffande sa, ”Vi är ett steg närmare att se denna teknik i vårt vardagsliv.” anl.gov Denna stegvisa utveckling är precis vad som sker nu, och nästa steg blir bredare kommersialisering och uppskalning av dessa innovationer.

Potentiella tillämpningar och påverkan på ren energi och elfordon

Framväxten av aluminium- och svavelbatterier kan påverka en rad olika sektorer. Här är några av de mest lovande tillämpningarna och deras konsekvenser:

🏠 Förnybar energilagring (nät och hem): Kanske den största effekten på kort sikt kommer att vara inom stationär energilagring för ren energi. En av de stora utmaningarna med förnybar energi (sol, vind) är intermittens – solen och vinden är inte tillgängliga dygnet runt, så vi behöver enorma, ekonomiska batterier för att lagra energi när de inte producerar. Litiumjonbatterier har börjat användas för nätdrift, men de är fortfarande relativt dyra och beroende av importerade material. Aluminium-svavel- och natrium-svavelbatterier, med sina extremt billiga komponenter, skulle kunna sänka kostnaden för att lagra en kilowattimme drastiskt. MIT:s Sadoway riktade sig specifikt mot hem- och grannskapsnivå med sitt Al-S-batteri – “storleken som behövs för att driva ett enskilt hem eller ett litet till medelstort företag” (i storleksordningen tiotals kWh) news.mit.edu. Sådana batterier skulle göra det möjligt för husägare med solpaneler på taket att lagra energi från dagen för användning på natten till låg kostnad, eller för småföretag att ha reservkraft utan dieselgenerator. I större skala skulle energibolag kunna använda enorma bankar av aluminium- eller natrium-svavelbatterier för att jämna ut produktionen från förnybara källor. Universitetet i Sydneys team noterade att deras billiga Na-S-batteri skulle kunna “avsevärt minska kostnaden för övergången till en avkarboniserad ekonomi” genom att erbjuda prisvärd lagring sydney.edu.au. På platser där geografin inte tillåter pumpad vattenkraft är dessa elektrokemiska lösningar avgörande. Dessutom, eftersom dessa nya batterier är icke-brännbara (viktigt för samhällssäkerheten) och använder rikligt förekommande material, kan de produceras och installeras lokalt i många regioner – vilket stärker energisäkerheten. Sammantaget skulle utbredd användning av stationära aluminium/svavel-batterier möjliggöra högre andel förnybar energi, minska bortkastad sol- och vindkraft (på grund av brist på lagring), och hjälpa till att stabilisera elnätet med ren, reglerbar kraft.
🚗 Elfordon (EVs): Lättare och mer energirika batterier är den heliga graalen för elbilar och till och med elektrisk flygning. Litium-svavel-batterier är särskilt attraktiva här. Ett Li-S-paket skulle kunna dramatiskt förlänga räckvidden för en elbil utan att lägga till vikt – eller omvänt, möjliggöra samma räckvidd med ett mycket lättare batteri, vilket förbättrar effektiviteten. Till exempel, om en elbil idag behöver ett 600 kg Li-jon-batteri för 300 miles räckvidd, kan ett Li-S-batteri med dubbelt så hög energitäthet uppnå det med ~300 kg, vilket minskar fordonets vikt avsevärt. Detta förbättrar acceleration, hantering och minskar energiförbrukningen per mile. Det skulle också kunna göra elektriska lastbilar och bussar mer genomförbara genom att frigöra lastvikt. Företag som Oxis Energy (innan det stängde) och Sion Power samarbetade med flyg- och fordonsindustriella partners om Li-S-prototypbatterier för långdistansflygplan och elbilar. Faktum är att Sion Powers tidigare Li-S-celler drev en High Altitude Pseudo-Satellite (ett obemannat solflygplan) till att slå rekord i flygtid under 2010-talet. På senare tid har NASA och Airbus tittat på Li-S som ett av de enda sätten att nå de nödvändiga 500 Wh/kg för praktiska elektriska passagerarflygplan businessaviation.aero – deras SABERS-projekts framgång antyder att regionala elflygplan med svavelbatterier kan vara på väg. Elektriska flygtaxibilar och drönare skulle också dra nytta av detta; Theion nämnde uttryckligen flygande fordon som ett mål reuters.com. Utöver Li-S kan till och med aluminium-luft-batterier ha en roll i elbilar: de kan fungera som en räckviddsförlängarmodul som du aktiverar för långa resor. Föreställ dig en elbil med ett litet Li-jon-batteri för daglig pendling och ett aluminium-luft “extrabatteri” som du fyller på (byter aluminium) endast när du ska köra 1 000 km på en resa. Sådana hybrida batteriarkitekturer övervägs i projekt av Indian Oil/Phinergy och andra. Vi bör notera att vanliga elbilar inte kommer att byta till en helt ny kemi över en natt – säkerhet, livslängd och snabbladdning måste bevisas – men i slutet av 2020-talet är det rimligt att tro att avancerade modeller eller specialfordon kan komma med nästa generations batterier. Om de gör det, kan det driva elbils-prestanda till nya höjder (500+ miles räckvidd, mycket snabb laddning, lättare bilar) och minska beroendet av kritiska mineraler, vilket möjliggör elbilars spridning i större skala utan resursbegränsningar.
📱 Bärbar elektronik och wearables: Din framtida smartphone eller laptop skulle också kunna dra nytta av svavel- eller aluminiumbatterier, även om dessa tillämpningar kräver lång livslängd och låg självurladdning (områden där Li-jon för närvarande utmärker sig). Ett litium-svavelbatteri skulle kunna få din telefon att fungera i flera dagar mellan laddningarna – tänk på Monash Universitys koncept med en telefon som håller i 5 dagar på ett Li-S-batteri advancedsciencenews.com. Viktbesparingen är mindre avgörande för en telefon, men energitätheten är det. En utmaning här är att konsumentprylar förväntar sig hundratals cykler och flera års livslängd; Li-S behöver mer förfining för att uppnå detta. Vi kan ändå få se nischade prylar eller wearables som tar till sig dem om de erbjuder fördelar i formfaktor. Aluminiumbatterier, särskilt de flexibla designerna som Stanfords, skulle kunna möjliggöra vikbara eller rullbara prylar. Till exempel skulle ett aluminiumjonbatteri som är flexibelt kunna integreras i remmen på en smartklocka eller i smarta kläder. Eftersom Al-jon kan göras mycket säkert (ingen brandrisk), skulle de kunna byggas in i enheter utan skrymmande skyddshöljen, kanske till och med möjliggöra mer kreativ industridesign. Detta är spekulativt, men i takt med att tillverkningen förbättras kan konsumentelektronik bli en viktig marknad (det var det för litium-jonbatteriernas initiala tillväxt på 1990-talet).
⚡ Snabbladdningsinfrastruktur: En mindre uppenbar men viktig tillämpning är att använda dessa nya batterier för att möjliggöra snabbladdning av elbilar och stabilisera elnätet. Som professor Sadoway påpekade, om många elbilar försöker ladda samtidigt (som flera bilar vid en rastplats på motorvägen), skjuter effektbehovet i höjden bortom vad elnätet enkelt kan leverera news.mit.edu. Istället för att uppgradera kraftledningar är det smartare att installera en batteribuffert vid laddstationerna – batteriet laddas långsamt från nätet och kan sedan snabbt leverera ström till bilarna vid behov. För sådana buffertbatterier är kostnad och säkerhet avgörande, och vikten är mindre viktig. Det gör aluminium-svavel eller natrium-svavel till idealiska kandidater. De står på plats, lagrar energi billigt, riskerar inte att fatta eld och kan snabbt släppa ifrån sig laddning. Sadoway nämnde specifikt att Al-S-system skulle kunna “eliminera behovet av att installera dyra nya kraftledningar” för kluster av snabbladdare news.mit.edu. I princip kan dessa batterier fungera som stötdämpare för elnätet, suga upp överskottsenergi och släppa ut den vid behov, oavsett om det gäller laddtoppar för elbilar eller för att balansera variationer i förnybar produktion.
🏭 Industriell och kommersiell reservkraft: Precis som telekomtorn använder aluminium-luft för reservkraft, skulle andra industrier och kommersiella anläggningar kunna använda aluminium- eller svavelbatterier för att säkerställa tillförlitlighet och minska beroendet av dieseldrivna generatorer. Datacenter, till exempel, efterfrågar batterier som är säkra, har lång standby-tid och är kostnadseffektiva i stor skala – man kan föreställa sig natrium-svavelbatterirum som ersätter de litiumjon- eller blybatteribanker som idag används för UPS (avbrottsfri kraftförsörjning). På avlägsna eller off-grid-platser är billiga batterier som inte behöver bytas ut ofta mycket värdefulla (färre underhållsresor). Aluminium-svavelbatterier, som förväntas bli mycket billiga per kWh, skulle kunna möjliggöra mikronät i landsbygds- eller ö-samhällen, i kombination med sol/vind, för att leverera el dygnet runt utan att spräcka budgeten.
🚀 Flyg- och försvarsindustrin: Den höga prestandan hos dessa batterier är naturligtvis attraktiv för flyg- och försvarsapplikationer. Som nämnts har satelliter och höghöjdsdrönare (pseudosatelliter) framgångsrikt använt Li-S tack vare dess låga vikt och goda prestanda vid låga temperaturer (rymdbatterier arbetar ofta kallt). Den amerikanska militären är intresserad av lättare batterier för soldater (för att minska bördan av att bära många kilo litiumjonbatterier) – ett svavelbatteri skulle kunna minska den vikten avsevärt. Dessutom, eftersom svavelbatterier inte har några syreavgivande föreningar (till skillnad från litiumjon som kan avge O₂ vid termisk rusning), kan de vara säkrare i slutna miljöer som ubåtar eller rymdfarkoster. Aluminium-luft kan fungera som en undervattensströmkälla för obemannade ubåtar med lång uthållighet, där påfyllning med aluminium är möjlig. Försvarssektorn fungerar ofta som tidig användare av banbrytande teknik som senare sprids vidare, så deras investeringar i aluminium- och svavelbatteriteknik kan påskynda utvecklingen. Faktum är att Lytens inledande engagemang 2024–25 med rymd-, drönar- och försvarsmarknaderna antyder att försvarskontrakt hjälper till att bevisa tekniken lyten.com innan bredare konsumentanvändning.

I alla dessa tillämpningar är den övergripande effekten att möjliggöra omställningen till ren energi att gå snabbare och längre. Genom att sänka batterikostnaderna och befria oss från litiumjonbatteriernas leveranskedja, kan aluminium- och svavelbatterier göra elfordon mer överkomliga för fler människor (avgörande för att minska utsläppen från transporter), göra förnybar energi mer tillförlitlig och utbredd (avgörande för att minska utsläppen från elproduktion), och till och med skapa nya möjligheter som elflyg. De har också miljöfördelar i användning: t.ex. att ersätta dieseldrivna reservgeneratorer med aluminium-luft eller natrium-svavelbatterier minskar lokal luftförorening och CO₂-utsläpp. Om tekniken lever upp till sitt löfte kan världen få billigare elbilar, mer motståndskraftiga rena elnät och minskad utvinning av sällsynta metaller – en positiv spiral för både ekonomi och miljö.

Ekonomiska och miljömässiga konsekvenser

Ur ett ekonomiskt perspektiv kan aluminium- och svavelbatterier vara omvälvande på bästa möjliga sätt: genom att sänka kostnaden för energilagring och diversifiera leveranskedjan. Ett batteri utgör en betydande del av kostnaden för en elbil eller ett förnybart energisystem, så billigare batterier innebär billigare produkter och snabbare införande. Analytiker har noterat att material som aluminium och svavel kostar en bråkdel av vad litium, nickel eller kobolt gör. Till exempel uppskattade en källa att materialkostnaden för aluminium-svavelceller är endast ~15 % av en motsvarande litiumjoncell news.mit.edu. Om dessa besparingar överförs till tillverkningen, kan vi se batteripriser (per kWh) sjunka långt under den nuvarande litiumjonkurvan. Billig lagring kan då driva ekonomisk tillväxt genom att möjliggöra nya affärsmodeller (som fler solcellsparker, gemensamma lagringsprojekt, etc.) och genom att sänka energikostnaderna för konsumenter (tänk dig att ladda ditt hemmabatteri varje eftermiddag med solenergi och aldrig betala höga nätpriser).

Det finns också en geopolitisk aspekt: Produktion av litiumjonbatterier är idag starkt koncentrerad (med Kina som dominerar celletillverkningen och länder som Kongo-Kinshasa som levererar nyckelmineraler). Aluminium smälts däremot över hela världen (och återvinning ger också en lokal källa), och svavel är allmänt förekommande. Många länder som inte har litiumresurser har däremot starka aluminiumindustrier (t.ex. Indien, som vi såg med IOC Phinergy). Så aluminium-baserade batterier kan göra det möjligt för fler nationer att bygga inhemska batteriindustrier utan att vara beroende av importerad litium eller kobolt. Denna diversifiering kan minska globala leveranskedjerisker och göra övergången till elektrisk mobilitet och förnybar energi mer motståndskraftig mot brist eller politisk instabilitet. I Nevada är den planerade Lyten-fabriken ett exempel – där används svavel från USA och batterier monteras inhemskt, vilket lyten.com ligger i linje med policys för att flytta batteriförsörjningen till hemlandet och skapa lokala jobb (de räknar med 1 000 jobb vid full kapacitet i just den fabriken lyten.com).

På miljösidan erbjuder dessa batterier flera fördelar:

Lägre koldioxidavtryck: Tillverkning av batterier är energikrävande, men svavel- och aluminiumbatterier kan tillverkas med mindre exotiska processer. Raffinering av kobolt och nickel är särskilt koldioxidintensiv. Genom att utesluta dessa kan tillverkare minska CO₂-utsläppen per kWh batteri. Theion hävdade en minskning av koldioxidavtrycket med två tredjedelar för sina svavelbatterier jämfört med litiumjon reuters.com. Dessutom kan svavel hämtas som en avfallsprodukt (i princip ingen extra koldioxidkostnad för att få tag på det), och återvinning av aluminium använder bara ~5 % av energin jämfört med primär aluminiumproduktion – så att använda återvunnet aluminium i batterier skulle kraftigt minska deras inbäddade energi.
Återvinning och livscykel: Aluminium är redan ett av de mest återvunna materialen (tänk på aluminiumburkar). Det finns en infrastruktur för att smälta ner skrotaluminium och återanvända det. Om aluminium-metallbatterier blir vanliga kan man tänka sig att förbrukade aluminiumanoder rutinmässigt samlas in och återvinns med hög effektivitet – en cirkulär ekonomi för batterimetallen. Svavel kan i batterisammanhang vara svårare att återvinna direkt från celler (särskilt om det är bundet i föreningar), men eftersom det är billigt och icke-toxiskt är det inte lika stort miljöhot om det hamnar på deponi som till exempel bly eller kadmium i äldre batterier. Forskare kan hitta sätt att återvinna svavel eller omvandla avfallssvavel från batterier till användbara kemikalier (svavel används till exempel också i gödningsmedel). Avsaknaden av tungmetaller i dessa batterier innebär mindre giftigt elavfall om de kasseras på fel sätt, och förhoppningsvis enklare hantering på återvinningsanläggningar.
Minskad påverkan från gruvdrift: Brytning av litium, kobolt och nickel har betydande miljömässiga och sociala konsekvenser – från vattenanvändning vid utvinning av litiumsalt, till habitatförstörelse och föroreningar kring nickelgruvor, till barnarbete i vissa koboltgruvor. Genom att minska eller eliminera behovet av dessa material kan aluminium- och svavelbatterier minska dessa påfrestningar. Aluminium är inte helt utan påverkan (bauxitbrytning och aluminiumsmältning har sina egna problem som rödslamavfall och hög elförbrukning), men dessa processer är väl reglerade i många länder och tekniken förbättras (t.ex. inerta anoder för aluminiumsmältning för att minska utsläpp). Och återigen, återvinning av aluminium minskar behovet av ny gruvdrift avsevärt. Svavelanvändning handlar mest om att återanvända en befintlig biprodukt – det kan faktiskt lösa ett problem (stora svavelupplag) istället för att skapa ett.
Säkerhet och hälsa: Batteribränder har varit ett problem med litiumjonbatterier, eftersom brinnande litiumjon släpper ut giftiga ångor och kan orsaka svårsläckta bränder (vilket vissa incidenter med elbilar har visat). Icke-brännbara batterier innebär färre brandincidenter, vilket är en säkerhetsvinst för samhället. Det innebär också säkrare hantering av batterier vid transport och på skrotgårdar. Till exempel utgör skrotade elbilar med litiumjonbatterier en brandrisk om de skadas; en elbil med aluminium-svavelbatteri kan vara mycket säkrare att demontera. Likaså i konsumentprodukter – färre enheter som exploderar eller börjar brinna (tänk på ökända mobilbatteribränder) är positivt för folkhälsan och förtroendet för batteriteknik.
Ren reservkraft: På platser som idag är beroende av dieselgeneratorer för reserv- eller fjärrkraft (öar, nödshelter, telekomtorn) eliminerar byte till aluminium-luft- eller natrium-svavelbatterier dieselbränsleförbränning, vilket innebär inga växthusgasutsläpp, ingen partikelutsläpp och inget buller. Detta är en direkt miljö- och livskvalitetsförbättring. Till exempel kommer telekomtorn som drivs av aluminium-luft i Indien att producera noll lokala utsläpp, medan dieselgeneratorer bidrar till luftföroreningar och koldioxidutsläpp.

Sammanfattningsvis har aluminium- och svavelbatterier potential att demokratisera energilagring – göra det så prisvärt och miljövänligt att vi kan använda batterier överallt där vi behöver dem för att möjliggöra en ren energiframtid. De kommer inte att vara en universallösning (vi kommer troligen att ha en blandning av batteritekniker i bruk), men deras intåg på marknaden kan pressa priserna och tvinga alla batteritillverkare att förbättra hållbarheten.

Självklart är inte den ekonomiska framgången för dessa batterier garanterad; de måste bevisa att de kan tillverkas billigt och fungera pålitligt i stor skala. Men de senaste investeringarna och prototypsuccéerna är mycket uppmuntrande. Om de lyckas är vinsten inte bara billigare elbilar eller bättre prylar – det är en meningsfull minskning av den miljömässiga belastningen från vår batterianvändning och ett lyft för de globala avkarboniseringsinsatserna.

Slutsats: En ljus framtid laddad av vanliga grundämnen

Aluminium- och svavelbatterier, som en gång ansågs vara outsider-teknologier, är nu snabbt på väg mot kommersiell verklighet. Dessa batterier exemplifierar en övertygande idé: använd enkla, rikliga ingredienser för att lösa komplexa energiproblem. Under de senaste åren har framsteg inom kemi och materialvetenskap fört denna idé mycket närmare förverkligande. Vi har nu prototyper av aluminium-svavelceller som kan snabbladdas på några minuter och användas i tusentals cykler nature.com, litium-svavelbatterier som når energitätheter man bara kunde drömma om för ett decennium sedan reuters.com, och till och med aluminium-luftsystem som börjar leverera ren energi i verkliga tillämpningar evreporter.com.

Att gå bort från vårt beroende av sällsynta metaller och dyra importer, och istället använda batterier tillverkade av ”källarfynd”-element som Al och S, kan omforma batteriindustrin på samma sätt som kisel gjorde för elektronikindustrin – möjliggöra enorm skala och kostnadsminskning. Som Sadoway skämtsamt sa, har dessa nya batterier ”allt annat du kan drömma om att ett batteri borde ha: billiga elektroder, god säkerhet, snabbladdning, flexibilitet och lång livslängd” news.stanford.edu. Det finns fortfarande problem att lösa, men riktningen är tydlig.

Under de kommande åren kan vi förvänta oss att höra om pilotprojekt (kanske en solcellspark i Kalifornien som använder MIT:s aluminium-svavelceller, eller en drönare som drivs av ett Lyten Li-S-batteri och slår uthållighetsrekord). När tillverkningen ökar bör kostnaderna sjunka ytterligare, och eventuella återstående tekniska utmaningar – vare sig det gäller livslängd eller arbetstemperatur – kommer troligen att lösas av den intensiva forskning som pågår över hela världen.

För allmänheten kan effekten märkas på subtila men viktiga sätt: en elbil som är billigare och går längre, en smartphone som håller laddningen hela helgen, ett kvarter som har ljus tack vare ett batteri när ett oväder slår ut elnätet, med vetskapen att allt detta görs med material lika vanliga som aluminiumfolie och trädgårdsgödsel (svavel). Världens aptit på batterier växer bara, och aluminium- och svavelteknologier säkerställer att vi kan mätta den aptiten på ett hållbart sätt.

Som en forskare som är involverad i utvecklingen av dessa batterier optimistiskt uttryckte det, “Dessa resultat visar … en enorm påverkan på [batteri]utvecklingen. Vi är ett steg närmare att se denna teknik i våra vardagsliv.” anl.gov Faktum är att framtiden där våra liv drivs av aluminium och svavel – två av jordens mest anspråkslösa grundämnen – nu syns tydligt vid horisonten. Revolutionen inom energilagring är på gång, och den byggs på grundläggande kemi, innovativ ingenjörskonst och den akuta drivkraften för en renare, billigare energiframtid.

Källor: Informationen och citaten i denna rapport är hämtade från nyligen publicerade trovärdiga källor, inklusive granskade studier, universitets pressmeddelanden, branschnyheter och Reuters-rapporter. Viktiga referenser inkluderar MIT News om aluminium-svavelbatteriet news.mit.edu, Argonne National Labs genombrott inom litium-svavel anl.gov, Reuters bevakning av Theion och Lytens utveckling reuters.com, lyten.com, och intervjuer med branschledare (t.ex. Phinergys VD om aluminium-lufts fördelar evreporter.com). Dessa och andra referenser genom hela texten ger detaljerat stöd för de påståenden som görs.