Deze nieuwe batterij is goedkoper, sneller opgeladen én milieuvriendelijker
© DavidBaillot/UC San Diego
De gemiddelde accu in een auto gaat steeds langer mee, maar daar is nog veel winst te behalen. Amerikaanse wetenschappers hebben nu een goedkope, snel oplaadbare batterij ontwikkeld met een hoge capaciteit. De nieuwe batterij gebruikt geen lithium, wat meerdere voordelen heeft.
De nieuwe batterij is ontwikkeld door wetenschappers van de Universiteit van Chicago en de Universiteit van Californië. Het is een anodevrije natrium solid-state batterij die een hoge capaciteit biedt voor elektrische auto's en netopslag. Er zijn wel eerder natrium batterijen solid-state batterijen en anodevrije batterijen gemaakt, maar nooit één batterij die dat allemaal combineert, schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke vakblad Nature Energy.
Anodevrije batterijen
De anode wordt normaliter gebruikt om de ionen op te slaan bij het opladen. Terwijl de batterij in gebruik is, stromen de ionen van de anode door een elektrolyt naar een stroomcollector, waardoor apparaten en auto's onderweg van energie worden voorzien. Anodevrije batterijen slaan die ionen op in een elektrochemische afzetting van alkalimetaal direct op die stroomcollector. Dat zorgt voor een hoge celspanning, lagere celkosten en een hogere energiedichtheid.
Als die elektrolyt en de stroomcollector elkaar tenminste goed weten te vinden, want dat is een heikel punt bij deze nieuwe batterij-architectuur. Reden voor de wetenschappers om te kiezen voor een stroomcollector die juist de elektrolyt omhult in plaats van andersom.
Geen lithium, minder afhankelijk van China
De nieuwe batterij is goedkoper en milieuvriendelijker te produceren, omdat er gebruik wordt gemaakt van natrium in plaats van lithium en dat zonder anode. De solid-state-eigenschappen zorgen voor een veilige batterij. De wetenschappers denken een goede manier te hebben gevonden om van fossiele brandstoffen af te komen. Lithium is schaars: het bevat 20 deeltjes per miljoen van de aardkorst, terwijl voor natrium geldt dat er 20.000 deeltjes per miljoen van de aardkorst aanwezig is.
Lithium is bovendien enorm populair en dat maakt het een nog grotere uitdaging om aan al die vraag te voldoen, naast dat het enorm duur wordt. Lithium-batterijen zitten in smartphones, laptops en elektrische voertuigen, zoals e-bikes en EV's. Het moet van ver komen: veel lithium komt uit Chili, Argentinië en Bolivia (daar is meer dan 75 procent van de wereldvoorraad aanwezig). Bovendien hebben Chinese bedrijven 80 procent van de wereldwijde productie van lithiumchemicaliën en 78 procent van de kathodeproductie in handen.
Beter voor het milieu
Lithium winnen is slecht voor het milieu omdat er industrieel zuur wordt gebruikt om de erts af te breken. Soms wordt er pekelwinning toegepast, maar daarvoor moeten er grote hoeveelheden water naar de oppervlakte worden gepompt. Natrium zit in zeewater en is dus veel beter bereikbaar.
Deze moderne batterij zal niet binnenkort in je nieuwe elektrische auto zitten, maar biedt wel een interessant kijkje op een potentiële toekomst van batterijproductie.
Lees ook over een nieuwe EV-batterij die in 10 minuten is opgeladen. En over de kalium-ion batterij die de lithium-ion accu verslaat.
Volg meer nieuws over energie met onze speciale nieuwsbrief.