Onderzoekers zeggen een oud probleem te hebben opgelost: het in de fik vliegen van lithiumbatterijen. Daardoor worden accu's met grotere capaciteit dan de huidige ionbatterijen weer mogelijk, nadat ze eerder uit de mode raakte vanwege het brandgevaar.
De alomtegenwoordige lithium-ionbatterij levert een hoop stroom, maar is beperkt door het ontwerp: doordat lithiumionen in koolstof worden ingebed, blijft de capaciteit per gram batterij relatief laag. Puur lithium is veel voordeliger; dat was al in de jaren '80 bekend, toen de eerste vloeibare lithiumbatterijen op de markt kwamen.
Ophoping
Er bleek echter een klein probleem: de batterijen, die onder andere in de eerste mobiele telefoons zaten, vlogen regelmatig in brand tijdens het opladen. Dat bleek te komen door dendrieten: ophopingen van lithiumatomen die ervoor zorgden dat er teveel energie op één plek kwam, waardoor die plek te heet werd.
Dat lossen onderzoekers van de University of Michigan op door een dun laagje keramiek op het lithium in de batterij aan te brengen. Het keramiek werkt als eletrolyt, het medium tussen de twee uiteinden van de batterij. Door het keramiek kunnen de lithiumatomen zich niet opbouwen en blijft de batterij veilig, terwijl je wel de voordelen hebt van een pure lithiumbatterij. In theorie heeft zo'n batterij een tien keer grotere capaciteit dan lithiumionbatterijen.
Egaal laagje
Nu is dat truukje al eerder geprobeerd en ging het mis: het lithium sijpelde door het keramiek heen, door imperfecties in het keramieklaagje. De onderzoekers van de University of Michigan voorkomen dat simpelweg door een perfect egaal laagje te maken; dankzij moderne deponeertechnieken is dat nu wel mogelijk, terwijl dat vroeger ingewikkeld was met de beschikbare apparatuur. Als het laagje helemaal glad is, zijn er geen punten waar het lithium kan ophopen.
Meer afstand in je auto
Voorlopig lukt het maken van de batterij alleen in het laboratorium. Maar als de keramieklaag geperfectioneerd wordt, kan dit soort batterijen erg handig zijn voor bijvoorbeeld auto's. Die hebben nu enorme lithium-ionbatterijpakketten nodig om genoeg afstand te kunnen afleggen. Een vloeibare batterij kan veel meer energie in een klein oppervlak stoppen, waardoor de auto lichter wordt of de 'range' groter.
Beeld: Evan Dougherty/Michigan Engineering Communications & Marketing
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.