Hele elsykkelen blir ofte skrotet når batteriet blir ødelagt. Må det være slik?

Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

Eksempel på en klassisk elsykkel med batteriet plassert på rammen. (Foto: Elina Melteig)

Forskere tester 3D-printede batteripakker for å se om det er mulig å erstatte gamle batterier.

Stadig flere bruker elsykkel. Dette er et gode for både helsa og miljøet. Likevel skroter altfor mange hele sykkelen når batteriet blir dårlig eller ødelagt. 

I mange tilfeller er det vanskelig eller dyrt å bytte batteripakken. Noen sykkelprodusenter sørger for at det er mulig å skifte batteri, men ikke alle.

– I mange tilfeller eksisterer ikke det opprinnelige selskapet lenger, eller produktet har gått ut av produksjon, forklarer Matylda N. Guzik ved Universitetet i Oslo.

Hun forsker på og underviser i bærekraftige materialer og teknologier for fornybare energisystemer. Hun har sett på hvilke muligheter som finnes for gjenbruk av batterier.

Elsykkelindustrien må fornyes for å være bærekraftig

– Ville det ikke være bedre og enklere for alle om produsentene kunne tilby oppgradering av batteriet?

– Ja og nei. De som tilbyr slike løsninger i dag, reduserer valgmulighetene for batteripakker slik at det bare er den opprinnelige produsenten som kan bytte ut de gamle. Det gjør at både selve elsyklene og servicen er ganske dyr, forklarer Guzik.

Hun forteller videre at billigere elsykler ofte har større valgfrihet for batteripakker, men at de ofte ikke passer sammen med ulike sykler. Og selve batteriet kan være av dårlig kvalitet.

– Den nåværende forretningsmodellen trenger å forbedres for å virkelig være bærekraftig, sier Guzik.

Skreddersydde batteripakker

Guzik har sett etter andre løsninger for slitne elsykkelbatterier: Kan de gjenbrukes? Og hvilke muligheter finnes det for å bytte ut batteriene?

Hun tok kontakt med selskapet Battkomp, som designer og produserer batterier for små elektriske kjøretøy. Kort tid etter ble hun kontaktet av en student fra Frankrike som ønsket å delta på utvekslingsprogram.

Anthony Petitfourg studerte økodesign av materialer ved IMT Mines Alès. Det viste seg at han hadde kompetanse forskerne var på jakt etter. Sammen utviklet de et prosjekt for å lage batteripakker for slitne elsykler.

– De originale pakningene er ofte slitte, ødelagte, eller har sprekker. Å få erstattet pakningen er ofte umulig. Å sortere dem fra søpla er mye arbeid. Batterienes innpakning har ofte svake punkter. De har en tendens til å bli ødelagt på de samme stedene, noe som gjør at å lage en helt lik pakning ikke er den beste løsningen, forklarer Greg Marton, grunnleggeren av Battkomp.

Både dårlige batterier og dårlige pakninger

Han mener at det bør være mulig å produsere nye batteripakker etter forespørsel.

– Vi har sett tusenvis av dårlige batterier. Det bør være mulig å produsere nye pakninger og få dem til å samsvare med kvalitetskravene våre, sier Marton.

I tillegg til at batteripakningen på syklene er dårlige, må ofte selve batteriet byttes.

– Jo flere batterier vi har reparert, jo mer har vi beveget oss i retning av å designe 100 prosent nye batterier som kan passe i gamle pakninger. Da er det i grunnen bare pakningen som er igjen av den originale batteripakken, sier han.

– Det skjer fordi det største problemet med batteripakningene ikke er at batteriene blir ødelagte og trenger reparasjon. Det er at batteriene er slitte og trenger å byttes ut, samtidig som det ikke finnes noen batteripakker å bytte til på markedet. Derfor er utfordringen nå å lage nye batterier som passer med de eksisterende batteripakkene, sier Marton.

Slik så det ut da en 3D-printet pakke til å feste batteriene i, ble festet på en sykkel. (Foto: Anthony Petitfourg)

Ikke lønnsomt

Forskerne fikk hjelp av Petitfourg til å lage en hel batteripakke fra start. På denne måten ville de kunne løse begge problemene: Reparere slitne pakninger og samtidig kunne bytte ut batteriene. 

Med Petitfourgs kompetanse kunne de 3D-printe skreddersydde pakninger.

– Dette er en uvanlig tilnærming til batteripakninger. Men det er essensielt for oss, siden prosjektet handler om å lage noen få enheter av hver design. Den vanlige måten å lage pakninger til batterier på er ved å lage en avstøpning av pakken med plast og aluminium. Denne tilnærmingen fungerer best for å produsere i større volum, forklarer Marton.

Forskerne lærte mye, blant annet at kostnaden ved denne prosessen ikke egner seg for et etterliv for sykkelbatterier i dagens marked. De har for liten økonomisk verdi og er for store i fysisk størrelse.

– Som en del av prosjektet har vi også designet en 3D-printet batteripakke som passer for en medisinsk enhet. Denne viste seg å passe godt, og vi har allerede produsert 100 slike. Lærdommen fra prosjektet lever også videre i arbeidet med gaffeltruckbatterier, forklarer Marton.

Trenger mer testing

Selv om batteriselskapet mener at det ikke er økonomisk lønnsomt, tror Petitfourg at det kan bli bedre på sikt. Han mener imidlertid at det trengs flere tester før produktet blir tilgjengelig for forbrukerne.

– Det er nødvendig å teste dette på flere typer sykler og terreng. Hvis det fungerer, kan en slik løsning bli tilgjengelig for et større marked. Forbrukerne trenger å få vite at batteriproblemer ikke må bety at de må kjøpe en helt ny sykkel, sier han.

Selv om batteripakkene ikke er laget av sykkelleverandøren, understreker han at de er trygge å bruke:

– Materialene vi bruker til å lage batteripakkene, er resistente mot UV-lys, syrer og baser. De er ikke-ledende og kan sammenliknes med andre batteripakker, sier han.

Matylda Guzik, Greg Marton og Anthony Petitfourg med 3D-printede pakninger til batterier. (Foto: Anthony Petitfourg)

Brukte batterier kan få nytt liv før de gjenbrukes

3D-printede batteripakninger kan altså på sikt bli et alternativ for slitne originalpakker. Nå jobber Guzik med å finne løsninger for hva de brukte sykkelbatteriene kan brukes til. Hun forklarer at batteriene bør brukes så lenge som mulig før de resirkuleres for å være så bærekraftige som mulig.

– Nå brukes gamle sykkelbatterier som energilagring, for det meste som powerbanker for småelektronikk. I noen tilfeller er de også brukt som fornybare energikilder, eller i mindre elektriske enheter som vaskebiler og rullestoler, forteller hun.