Forskningsprojekt Syftet med detta projekt är att undersöka dopat biobaserat material som kolelektrodmaterial i batterier och få kunskap om förutsättningarna för en god elektrokemisk process genom detaljerad karakterisering av dessa biobaserade batterier under laddning och urladdning. I detta projekt fokuserar vi på två olika typer av restströmmar, nämligen förbrukat svampsubstrat, rikt på cellulosa men fattigare på lignin, och lignosulfonat, som är rikt på lignin.
Biobaserade material kan användas som elektrodkomponenter i batterier, vilket ger ett förnybart alternativ till traditionella batterier. I detta projekt kommer två restströmmar att undersökas som utgångsmaterial för dopade aktiva kolelektroder för batterier; förbrukat svampsubstrat som är en avfallsström från svampodling, och lignosulfonat som kan utvinnas från massaframställning genom sulfitprocess. Detta projekt syftar till att undersöka och analysera förändringar i materialet under laddning och urladdning, vilket är avgörande för den framtida utvecklingen av mer hållbara batterier.
Shaojun Xiong, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Universitetslektor, shaojun.xiong@slu.se
Att använda biobaserade material som elektrodkomponenter i biobaserade batterier erbjuder ett förnybart alternativ till konventionella batterier. För att optimera prestandan hos biobaserade batterier är det viktigt att undersöka egenskaperna hos dopade biobaserade material för kolelektroder från olika råvaror.
Effektiviteten i den elektrokemiska processen påverkas av den stora volymförändring som uppstår under laddning/urladdning som kan leda till brott, eller bildandet av ytbeläggningar (Solid Electrolyte Interface, SEI), detta kan resultera i kapacitetsminskning. Detta kan vara ett hinder för praktisk tillämpning. Det är därför viktigt att förstå kolelektrodmaterialets förändringar under laddning/urladdning.
Med strålröret ForMAX vid synkrotronen MAX IV kan en 3D strukturell karaktärisering av material utföras genom en unik kombination av fullfältsmikrotomografi på mikroskopiska längdskalor med små- och vidvinkelröntgenspridning (SWAXS) på nanoskopiska längdskalor. Karakterisering av materialets struktur under laddningscykeln ger en möjlighet att förstå sambandet mellan struktur, materialegenskaper och laddnings-/urladdningsdynamik.
Det övergripande syftet med projektet är att undersöka dopat biobaserat material för kolelektrodmaterial och få detaljerad kunskap om förutsättningar för en god elektrokemisk process genom in-situ karakterisering av biobaserade batterier under laddning och urladdning.
