Romy de Weert 19 juli 2022, 10:44

Solid-state batterij kan elektrische auto nog duurzamer maken dan gedacht

Een nieuwe batterijtechnologie, de solid-statebatterijen, kan de ecologische voetafdruk van een autobatterij met wel bijna 40 procent verminderen. Dat blijkt uit onderzoek van Transport & Environment (T&E).

Solid state De solid-statebatterij heeft veel voordelen | Credits: T&E

Elektrische auto’s kunnen nog een stuk duurzamer zijn dan nu het geval is. De meeste autofabrikanten richten hun pijlen op solid-state batterijen. Ze bevatten (zoals de naam al doet vermoeden) geen vloeibare onderdelen, waardoor ze onder andere veiliger zijn, de opslagcapaciteit toeneemt en het gewicht daalt. Onderzoek van T&E laat zien dat wanneer de huidige lithiumbatterijen worden vervangen door solid-state batterijen, de auto bijna 40 procent duurzamer kan zijn.

Meer energie opslaan met minder materialen

Dat komt omdat een solid-state batterij meer energie kan opslaan met minder materialen. De batterij maakt namelijk gebruik van vast keramisch materiaal in plaats van vloeibare elektrolyten in een lithiumbatterij. Vloeibare elektrolyten verplaatsen de geladen deeltjes, waardoor er elektriciteit ontstaat. Maar door de vloeistof is de batterij een stuk zwaarder dan het keramische materiaal in de solid-state batterij.

Bovendien kan een solid-state batterij sneller opgeladen en goedkoper geproduceerd worden. Er zijn namelijk minder grondstoffen voor de batterij nodig, zoals het schaarse metaal kobalt.

“Solid statetechnologie is een stapsgewijze verandering omdat hun hogere energiedichtheid betekent dat er veel minder materialen, en dus veel minder missies nodig zijn om ze te maken”, zegt
Cecilia Mattea, medewerker schone voertuigen bij T&E.

Duurzaam gewonnen

De solid-state batterijen bevatten dan wel lithium, maar hebben veel minder grafiet en kobalt nodig. Als het lithium voor de nieuwe batterijen wordt gewonnen op een duurzamere manier, kan een solid statebatterij tot wel 40 procent minder milieu-impact hebben dan de huidige litihumbatterijen.

Maar hoe win je duurzaam lithium? T&E oppert om nieuwe mijnbouwmethoden toe te passen, zoals het extraheren van lithium uit geothermische bronnen. Dat heeft een aanzienlijk lagere impact op het klimaat dan meer algemeen gebruikte bronnen, zoals lithium uit hard gesteente dat in Australië wordt gewonnen en in China wordt geraffineerd.

Regelgeving voor batterijen

Op dit moment onderhandelen Europarlementariërs en EU-regeringen over de definitieve inhoud van de nieuwe batterijverordening, waarin veiligheidseisen en regels rondom recycling voor batterijen worden vastgelegd. T&E roept wetgevers op om ervoor te zorgen dat de wetgeving de productie van batterijen met een lagere CO2-voetafdruk stimuleert. Ook zouden de doelstellingen voor lithiumrecycling verhoogd moeten worden tot 70 procent in 2025 en 90 procent in 2030. Dat is meer dan de Commissie voorstelde.

“De EU-batterijverordening is een kans om ervoor te zorgen dat elke batterij die in Europa wordt gemaakt of verkocht, van betere kwaliteit is, een lagere ecologische voetafdruk heeft en aan het einde van zijn levensduur wordt gerecycled”, benadrukt Mattea in het persbericht.

Massaproductie

Solid-statebatterijen zijn nog niet op de markt. Wanneer ze wel in (massa)productie genomen worden, is nog niet bekend. Maar de technologische vooruitgang van de techniek gaat hard, waardoor er waarschijnlijk verschillende soorten solid-state batterijen op de markt komen.

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.

Hoe slecht is lithium voor het milieu?

Lithium is een onmisbaar metaal voor de productie van lithiumbatterijen. Deze zitten in auto’s, telefoons, laptops en heel veel andere elektronica. Het is dus een waardevol metaal en landen die veel lithiumreserves hebben weten een aardig slaatje te slaan uit het winnen ervan. Maar hoe slecht is het winnen van lithium voor het milieu? Een nieuwe studie, betaald door BMW en uitgevoerd door de University of Massachusetts Amherst, laat zien dat de impact vooralsnog laag lijkt. Maar het is oppassen geblazen; lithium zit in kwetsbare ecosystemen waar het grondwater zich maar heel langzaam aanvult. Zoutvlakte in Chili Het onderzoek richtte zich op de Chileense lithiumvoorraad. Het gebied Salar de Atacama bevat 40 procent van ál het lithium op aarde. Het enige probleem: het zit niet in vaste brokken erts, zoals in Australië. In plaats daarvan zit het lithium onder de grond in een zoutige wateroplossing. Je kunt dit lithiumwater omhoogpompen en het metaal verwijderen, om vervolgens het water terug te pompen. De vraag is: kun je dat doen zonder het ecosysteem te beïnvloeden? Het antwoord was tot nu toe onduidelijk. De onderzoekers trackten het water in de zoutvlakten en ontdekten dat sommige delen van het water maarliefst 60 jaar oud zijn. Het water verdampt dus maar heel langzaam, en vult zichzelf ook traag aan. Dat betekent dat elke (grote) verandering in de omgeving pas over decennia zichtbaar zal zijn. Lees ook: Hoe we met Europees lithium duurzame batterijen maken Het winnen van lithium zelf is niet per se problematisch. Minder dan tien procent van het drinkwater in de buurt gaat naar lithiumwinning. Ook het waterniveau lijkt niet veel te veranderen door lithium. Extra druk op ecosysteem Maar de lithiumindustrie is wel een extra druk op het toch al kwetsbare ecosysteem. De onderzoekers zien dat er - door toerisme andere vormen van mijnwerk en andere oorzaken - meer water uit het systeem gaat dan er in stroomt. Omdat veranderingen op de zoutvlakte langzaam gaan kan het jaren duren voor het effect daarvan goed zichtbaar wordt. Maar als het zichtbaar is, zal herstel ook lastig zijn en lang duren. De vraag naar lithium zal de komende decennia alleen maar groter worden. Dat betekent dat er steeds meer lithium uit Chili moet komen. Dat kan alleen maar duurzaam gebeuren als men precies weet hoe het ecosysteem werkt, zodat eventuele milieuschade meteen gecompenseerd kan worden.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.