Lithium-ionbatterijen worden voor veel producten gebruikt: van kleine apparaten en telefoons tot elektrische voertuigen. Zo’n batterij bestaat uit een kathode en een anode met daartussen een elektrolyt. Ionen bewegen door de elektrolyt van de anode naar de kathode. De chemische energie die daarbij vrijkomt, zet de batterij om in elektrische energie.
Kathode zonder kobalt
De meeste lithium-ionbatterijen bestaan uit schaarse grondstoffen en zeldzaam metaal. Eén daarvan is kobalt, dat wordt gewonnen in Congo onder vaak erbarmelijke omstandigheden. Om minder afhankelijk te zijn van andere landen, willen steeds meer landen duurzamere en lokalere grondstoffen gebruiken.
Zo hebben de onderzoekers van het Amerikaanse Oak Ridge National Laboratory in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of Power hun nieuwste innovatie gepubliceerd: een kathode zonder kobalt die veiliger, goedkoper en efficiënter in productie is dan de bestaande lithium-ionbatterijen.
Lees ook: Nederlands bedrijf lanceert batterijcontainer met geïntegreerde snellader
Veiliger en duurzamer
De productie van kathodes vindt normaal gesproken plaats in een reactor door verschillende chemicaliën met elkaar te mengen. In dit geval hebben de onderzoekers het kobaltvrije mengsel, dat nikkel, mangaan en aluminium bevat, laten kristalliseren met behulp van ethanol. Dat is volgens de wetenschappers een stuk veiliger dan nu wordt gedaan, namelijk met ammoniak. Daarna kan het ethanol gedestilleerd en opnieuw gebruikt worden.
Effectiever
Hoofdonderzoeker van het project, Rachid Essehli, ziet dat de nieuwe methode veel effectiever is dan de huidige methodes voor lithium-ionbatterijen. “De tijd die nodig is om deeltjes te maken en de volgende kathodebatch voor te bereiden daalt van enkele dagen tot 12 uur.”
Lees ook: Dit bedrijf werkt aan waterstofauto met verwisselbare tanks (die het aan huis bezorgt)
‘Kosten autobatterij worden lager’
Omdat de eigenschappen van de nieuwe kathode vergelijkbaar zijn met kathodes die wel kobalt bevatten, kan het nieuwe materiaal makkelijk toegepast worden in bestaande batterijen. De onderzoekers hebben een patent aangevraagd om de technologie op te schalen voor commerciële productie. “Dit kathodemateriaal kan meer energie geven en de kosten van batterijen voor elektrische auto’s verlagen”, zegt Essehli.
Het Oak Ridge National Laboratory wordt beheerd door het Amerikaanse ministerie van Energie.
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief: iedere dag rond 07.00 uur het laatste nieuws
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze dagelijkse nieuwsbrief.
