Lagring och omvandling av energi

Forskningen syftar till att öka energitätheten, minska kostnaderna och förbättra skalbarheten, vilket möjliggör tillförlitliga energilösningar med låga koldioxidutsläpp för transport, nät och industri.

Batterisäkerhet

Batterisäkerhet är avgörande för att säkerställa tillförlitlig prestanda hos energilagringssystem i tillämpningar som elfordon, konsumentelektronik och integration av förnybar energi. Säkerhetsrisker, som termisk rusning, kortslutning och mekanisk skada, kan leda till katastrofala fel som bränder eller explosioner. För att hantera dessa risker krävs utveckling av avancerade material, t.ex. termiskt stabila elektrolyter och solid state-design, samt implementering av förbättrade säkerhetsmekanismer, inklusive batterihanteringssystem (BMS) för realtidsövervakning. Effektiv värmestyrning och robusta förpackningar är också viktiga för att minska säkerhetsriskerna och förlänga batteriets livslängd.

Modellering spelar en central roll när det gäller att förstå och förbättra batterisäkerheten. Beräkningsmodeller simulerar termiska, elektrokemiska och mekaniska beteenden under normala och extrema förhållanden, vilket ger insikter om felmekanismer och säkerhetströsklar. Multi-fysikalisk modellering, som omfattar värmeöverföring, spänningsanalys och kemisk kinetik, stöder optimeringen av material och konstruktioner. Dessa modeller möjliggör prediktiv diagnostik, vilket leder till säkrare batterikonstruktioner och driftsprotokoll.

Elektrolysörer

Vetenskap och teknik inom bränsleceller (FC) och elektrolyseceller (EC) spänner över flera discipliner, bland annat materialvetenskap, kemi, elektrokemi, gränssnittsvetenskap, maskinteknik och katalys. FC är inte en ny uppfinning, eftersom dess princip går tillbaka till 1838.Frågan är inte om FC och EC kommer att spela en viktig roll i det framtida hållbara (koldioxidfria) och energieffektiva energisystemet, utan snarare när. För att nå kommersialisering måste produktionskostnaden för celler/system (jämfört med andra tekniker) sänkas och livslängden ökas.

Bränsleceller

Vår forskning inom området bränsleceller omfattar analys av värme- och massöverföring, tvåfasflöde och andra transportfenomen i bränsleceller och elektrolysörer med polymerelektrolyt. Numeriska beräkningsmetoder har använts för att förutsäga transportprocesser i flödeskanaler i FC och EC; de elektrokemiska reaktionerna och deras effekter på energi- och massbalanser, samtidigt som tvåfasflöde inkluderas. De nuvarande forskningsintressena är inriktade på omfattande förståelse av tvåfasflödesfenomenen (AdTherMs webbplats, på engelska) samt integration i systemskala av fotovoltaisk solenergi (PV) med vätgasproduktion i elektrolysörer (Circular Fuels webbplats, på engelska).