Patrik Johansson
​"Nästa generationens batterier" är namnet på projektet, för vilket professor Patrik Johansson beviljats anslag inom Vetenskapsrådets rådsprofessorsprogram. ​​​​
Foto: Anna-Lena Lundqvist​​​

Ny rådsprofessor laddar för framtida batterirevolution

​​Hur ser nästa generations batterier ut? Det är fokus för Patrik Johanssons forskningsprojekt, som beviljats anslag inom Vetenskapsrådets rådsprofessorsprogram. Anslaget på 47,5 miljoner sträcker sig över en tioårsperiod. 
– Jag gläds åt det långa tidsspannet, som öppnar för ett större risktagande och ger möjligheten att arbeta långsiktigt. Det är viktiga faktorer för att bedriva forskning, säger Patrik Johansson.
Patrik Johansson är professor vid institutionen för fysik och en av Sveriges mest framstående batteriforskare. Hans fokus ligger på att utforska nya koncept och lösningar för batterier – och det är också vad han kommer att göra inom ramen för sin rådsprofessur från Vetenskapsrådet.

Anslaget innebär att han som forskningsledare kan bygga vidare på redan påbörjade projekt i sin forskningsgrupp, men också utforska nya möjligheter inom ramen för det som projektets titel signalerar: nästa generations batterier. 

– Som batteriforskare kan det vara lätt att bara titta på de produkter som finns idag och därmed produktifiera sitt tänkande, speciellt i och med det stora intresset i samhället för den pågående elektrifieringen av allt möjligt. Du fokuserar då på det kortsiktiga, att hjälpa olika aktörer att lösa deras problem här och nu. Det är i och för sig viktigt – men som forskare har man också ett ansvar att hålla emot de ”kraven” och att fokusera på att hitta koncept som är gynnsamma i ett längre tidsperspektiv – mera av revolution än evolution, säger Patrik Johansson.

– Anslaget ger mig möjlighet att testa en hel del fundamentalt annorlunda saker, som man kanske senare inte alltid kan säga att man ”lyckats med”, men som man i gengäld lärt sig desto mera av och som varit verkligt utmanande. Och det är lyckat i sig; att upptäcka konceptrymden är nog så viktig. En speciell drivkraft för mig personligen är att försöka få forskningsgruppen att komma långt med små och enkla idéer – ganska utmanande idag när mycken forskning ska göras stor och komplicerad. Medlen är även viktiga för mig som forskningsledare för att bygga en verksamhet, leda den strategiskt och planera för vilka kompetenser som behövs för ett bredare och samtidigt djupare omfång. Men min forskning har inte i ett slag på något sätt blivit bättre av att jag blivit rådsprofessor, säger Patrik Johansson med ett skratt. 

Batterier för att möta framtidens energibehov

Batteriet som är i ropet idag är utan tvekan litiumjonbatteriet, som finns i allt från mobiltelefoner till elbilar och elfärjor. Men för att möta framtidens mobila och även stationära behov av energilagring på bästa sätt, tillgänglig energi med hög kvalité, kommer det att behövas stora batterienergilager, och här ser Patrik Johansson att vi behöver tänka nytt; kanske skapa nya typer av batterier baserade på mer vanligt förekommande metaller, som natrium, kalcium eller aluminium? Eller organiska batterier?

– Idag byggs det upp en elektrifiering i en massa olika sektorer och allt bygger på litiumjonbatterier. Vi ser redan i år att priset på litiumjonbatterier, som under lång tid kraftigt gått ned, nu planar ut. Förmodligen handlar det långsiktigt om resurser. Kan man då lansera en eller flera kompletterande batteriteknologier som är billigare, säkrare, eller helt enkelt bara annorlunda – det kan finnas fördelar med att ett batteri till exempel kan arbeta vid 80 grader istället för vid 25 grader – kan man vinna mycket. Idag tittar man inte åt det hållet, vilket vi nu kommer att göra. Det utgår alltid från grundläggande materialfysik, men konceptskapande kräver också stor metodkunskap och applikationsförståelse , säger Patrik Johansson.

Konceptuellt annorlunda batterier

Batteriforskningen är ett fält som utvecklas snabbt. Det som var i ropet för fem år sedan har redan på många sätt passerat, i termer av vilka material, metoder och koncept som utforskas. Likaså förändras samhällets behov i rask takt – för tio år sedan var det knappt tal om elbilar eller elflyg, idag dominerar elektrifieringsfrågan inom samhällsutvecklingen. Så var är vi då år 2030, som är till det år rådsprofessuren sträcker sig?

– Det är så klart mycket svårt att sia om, men det vi önskar till 2030 är något som är konceptuellt annorlunda och inte bara en förfining av existerande teknik. Om det konceptuella sedan är på batteri-, material- eller funktionalitetsnivå – det må så vara. Det jag önskar att vi åstadkommit om tio år är att vi hittat ett par, tre nya koncept som håller för en kritisk granskning och i alla fall har potential att klara steget från forskning till teknologi. Och att vi bibehållit vår nyfikenhet och långsiktiga perspektiv.

Om rådsprofessuren:

  • Syftet med Vetenskapsrådets rådsprofessorprogram är att skapa förutsättningar för de mest framstående forskarna att bedriva långsiktig, nydanande forskning med stor potential att åstadkomma vetenskapliga genombrott. Bidraget ska också möjliggöra etablering och uppbyggnad av en större forskningsmiljö av högsta kvalitet kring en ledande forskare. ​
  • I år utsågs tre nya rådsprofessorer inom naturvetenskap och teknik, som totalt beviljades mer än 147 miljoner kronor för åren 2021–2030. Läs mer om anslaget på Vetenskapsrådets hemsida

Läs mer

Patrik Johansson, professor vid avdelningen för Materialfysik, institutionen för fysik
patrik.johansson@chalmers.se, 031 772 31 78 

Text: Lisa Gahnertz
Foto: Anna-Lena Lundqvist

Sidansvarig Publicerad: fr 03 dec 2021.