logo

Søk

Du er her

Christian Weber forsvarte sin doktoravhandling 19. februar

Effektiv lagring av elektrisk energi

Den tyske fysikeren og TØI-forskeren Christian Weber forsvarte avhandlingen "Electrochemical Energy Storage: Carbon Xerogel-Manganese Oxide Composites as Supercapacitor Electrode Materials" på Bavarian Center for Applied Energy Research ved Universitetet i Wurzburg.

Weber har forsket på hvordan man kan lagre elektrisk energi på en effektiv måte.

De siste årene har superkondensatorer fått stor oppmerksomhet, både fra forskningsmiljøer og kommersielle aktører. Superkondensatorer - som kan sammenlignes med funksjonen til et batteri - har potensial til å løse utfordringer knyttet til lagring av energi. Ikke minst er dette aktuelt for deler av transportsektoren og fornybarsektoren der utfordringen er å lagre energi til senere bruk. Superkondensator er også aktuelt for utviklingen av mer energieffektive roboter og i andre elektromekaniske prosesser.

Det finnes ulike typer superkondensatorer. I den ene typen skjer det en ren elektrostatisk prosess som bidrar til lagring av elektrisk energi. Enheten kan lades veldig raskt, gjerne i løpet av noen få sekunder. Prosessen kan brukes til å gjenvinne energi. Et potensielt bruksområde for superkondensatoren er i elbiler der energi regenereres til batteriet når man bremser. 

Dersom man introduserer ett elektrokjemisk material til elektroden, som for eksempel manganoksid, kan de elektrostatiske prosessene kombineres med en batterilignende lagringsprosess. Dette fører til at kapasiteten av elektroden kan bli opptil 100 ganger større enn i en «vanlig» superkondensator.

Weber utviklet en metode for å undersøke strukturen av et system av manganoksid og karbon. Fordi det er vanskelig å fremstille nano-materialene i tradisjonelle bildegivende metoder, som for eksempel i et elektronmikroskop, ble det utviklet en modell for å tolke målinger av røntgenstrålediffraksjon. Gjennom en simulasjon av intensiteten fra røntgenstrålene kan tykkelsen av aktivmaterialet måles helt ned til en størrelsesorden av én nanometer.

Dermed kan modellen brukes til å undersøke hvordan nano-materialsystemer er bygd opp og hvordan de kan forbedres. I kombinasjon med elektrokjemiske målinger kan modellen bidra til bedre energilagringsenheter og øke kapasiteten for energilagring. 

Christian Weber har bred kunnskap om tekniske prosesser og har erfaring med eksperimentdesign, avansert dataanalyse og numerisk simulasjon. På TØI forsker Weber på blant annet utslipp fra kjøretøy. Han har vært sentral i EMIROAD - Statens vegvesen Vegdirektoratets program for måling av utslipp fra kjøretøy. Et forskerteam fra TØI har sammen med VTT i Finland gjennomført avgassmålinger fra nye kjøretøy. Målinger viser at nye Euro 6-personbiler med dieselmotor har i virkelig trafikk for høye utslipp av NOx. Moderne tunge kjøretøy med Euro VI dieselmotorer har derimot lave utslipp av nitrogenoksider, NOx og avgasspartikler.

Nygjerrig på mer om Webers avhandling? Les mer her

      

Gaustadalleen 21, 0349 Oslo

Tlf: +47 - 22 57 38 00

E-post: toi@toi.no