De wetenschappers van de universiteit ontwikkelde een netwerk van nanovezels van Kevlar, gewonnen uit oude kogelvrijvesten. De natuur was een inspiratiebron voor het vezelnetwerk dat doet denken aan een celmembraan. Het lukte de onderzoekers vervolgens om met het netwerk een lithium-zwavelbatterij te maken. Die batterijen worden gezien als de volgende generatie na de lithium-ionbatterij.
Lithium-zwavel vs. lithium-ion batterijen
De potentie van lithium-zwavelbatterijen was al langer bekend. Dit type kan namelijk tot vijf keer meer energie vasthouden dan lithium-ionbatterijen. Dat zou het bereik van elektrische auto’s aanzienlijk kunnen vergroten. Het probleem van lithium-zwavel is helaas dat de batterijcapaciteit na iedere laadcyclus sterk afneemt. Daardoor zou je de batterijen heel vaak moeten vervangen, wat erg onpraktisch is.
“Er zijn rapporten die beweren dat lithium-zwavelbatterijen honderd keer opgeladen kunnen worden. Dit gaat alleen altijd ten koste van andere parameters, zoals capaciteit, laadsnelheid en veiligheid”, zegt chemicus Nicholas Kotov van de Universiteit van Michigan in het onderzoek. “De uitdaging is om de batterij zo te ontwikkelen dat honderden laadcycli mogelijk zijn, zonder dat je op andere vlakken inlevert. Vergelijk het met een turner op de Olympische Spelen: de uitvoering moet op alle fronten perfect zijn.”
Hoe gaan we straks accu’s hergebruiken? De Franse multinational Veolia kondigt aan een recyclingfabriek te bouwen voor elektrische voertuigen in het Verenigd Koninkrijk.
‘Perfecte batterij’
Kotov noemt het ontwerp van de nieuwe batterij ‘nagenoeg perfect’. Naar verwachting kan de batterij 1.000 keer volledig opnieuw opgeladen worden. Dit staat gelijk aan een levensduur van zo’n tien jaar. Bovendien is de batterij bestand tegen weersextremen. Dit is een voordeel ten opzichte van lithium-ion, die slechter presteren bij kou.
Duurzame en gerecyclede grondstoffen
Een ander groot voordeel is dat de grondstoffen voor lithium-zwavelbatterijen overdadig aanwezig zijn. Zwavel is een stuk milieuvriendelijker te winnen dan kobalt voor lithium-ionbatterijen. Dat het membraan werd gemaakt van materiaal gewonnen uit oude kogelvrijvesten is eveneens een plus.
Inmiddels heeft de Universiteit van Michigan het speciale membraan gepatenteerd. Het onderzoeksteam is van plan een bedrijf op te zetten om de uitvinding naar de markt te brengen.
Batterijtechnologie vindt ook zijn weg naar schepen. Het Finse Wärtsilä plaatste voor het eerst een energiecontainer op een groot schip.
Schrijf je in voor onze Newsbreak: iedere dag rond 12 uur het laatste nieuws
Wil jij iedere middag rond 12 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze Newsbreak.
