Behovet av storskalig energilagring, helst elektrisk, ökar i takt med utbyggnaden av förnybar
energiproduktion. Med en ökad andel solenergi och vindkraft med intermittent elproduktion så
kommer elektrisk energilagring för att t.ex. kapa effekttoppar att bli alltmer betydelsefull.
Pumpkraftverk används redan och utbyggnad av tryckluftslagring sker på olika håll i världen. Det
finns också stora förväntningar på batteriteknik och vätgaslagring i framtiden. Vätgaslagring innebär
en del förluster, såväl vid elektrolys som omvandling till el i en bränslecell, vilket är en nackdel med
denna teknik. Dagens Li-jonbatterier kostar ännu för mycket, speciellt om man räknar kostnad per
kWh och cykel. Klimatbelastningen är också stor för de batterier som ligger bäst till kostnadsmässigt.
En intressant batterilösning är superkondensatorer som går att tillverka från förnybara material.
Trots att de bara når 5-10 % av Li-jonbatteriers energidensitet så kompenseras den ökade storleken
för, så kallade, ”elektriska dubbellager (EDL) superkondensatorer” av en mycket längre livslängd,
> 10 gånger och en högre strömdensitet, ca 10 gånger. Med elektriska dubbellager avses icke-kemisk
energilagring där elektrolytens joner binds elektrostatiskt i ett dubbellager mot elektroden som
typiskt består av poröst aktivt kol.
Det finns ännu många frågetecken kring EDL superkondensatorer i tillämpningar som storskalig
elektrisk energilagring och många berör optimeringen av elektrodens porositet i förhållande till den
valda elektrolytens joner för att skapa en kostnadsmässigt och prestandamässigt konkurrenskraftig
produkt. I detta examensarbete kommer du att utvärdera olika processer för att tillverka aktivt kol
med stor specifik yta. En större specifik yta möjliggör större energidensitet, dock med rätt joner i
elektrolyten. En viktig del är att undersöka hur den KOH som används för att öka den specifika ytan
kan återvinnas på ett kostnadseffektivt sätt. En annan viktig del är att undersöka hur andelen
elektrolyt i superkondensatorn kan minimeras för att både reducera kostnader och öka den specifika
energin.
De experimentella delarna i projektet är:
 Pyrolysera och aktivera biomassa
 Återvinna KOH
 Bygga elektrodstrukturer
 Bygga superkondensatorceller
 Utvärdera prestanda för tillverkade superkondensatorer
Examensarbetet baseras på en grundlig litteraturstudie och
sammanfattas i en välskriven rapport. De experimentella delarna
sker i dedikerade lokaler för de olika projektstegen.
Du bör ha studerat materialvetenskap och/eller kemi. Arbetet
erbjuds under vårterminen 2023 med början senast i februari.
Kontakta Stefan Johansson, stefan.johansson@angstrom.uu.se
för mer information.