Erik de Vries 11 april 2023, 16:03

Welke batterijtechnologieën bepalen de toekomst van energieopslag?

Batterijontwikkelingen volgen elkaar in rap tempo op. Welke soorten zijn er? En wat is daarvan de potentie?

Adobe Stock 459298034 | Credits: Adobe Stock

In een wereld die steeds afhankelijker wordt van technologie, is de behoefte aan duurzame en efficiënte energieopslag nog nooit zo cruciaal geweest. Er zijn verschillende opkomende batterijtechnologieën die een revolutie teweeg kunnen brengen in de manier waarop we energie opslaan en gebruiken. Hoewel er enige bezorgdheid bestaat over de ontwikkeling van deze technologieën, maken de overweldigende voordelen het overduidelijk dat investeren in geavanceerd batterijonderzoek essentieel is voor de voortdurende groei en ontwikkeling van onze maatschappij. Zeker ook omdat juist deze nieuwe technologieën een oplossing kunnen bieden voor de bestaande nadelen van lithium-ion batterijen.

Solid-state

Een van de meest veelbelovende batterijtechnologieën is de solid-state batterij. Deze batterijen bieden tal van voordelen ten opzichte van traditionele lithium-ionbatterijen, waaronder een hogere energiedichtheid, een langere levensduur en meer veiligheid. De hogere energiedichtheid betekent dat solid-state batterijen meer energie kunnen opslaan in een kleinere en lichtere verpakking, waardoor ze ideaal zijn voor elektrische voertuigen en draagbare elektronische apparaten. Bovendien maken hun langere levensduur en verbeterde veiligheidskenmerken hen een aantrekkelijke optie voor energieopslag op netwerkschaal, wat cruciaal is voor de integratie van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie.

Lithium-zwavel

Een andere innovatieve technologie is de lithium-zwavelbatterij (Li-S). Met een theoretische energiedichtheid die vijf keer hoger is dan die van lithium-ionbatterijen, kunnen Li-S-batterijen een flinke sprong voorwaarts betekenen op het gebied van energieopslag door lichtgewicht oplossingen met een hoge capaciteit te bieden voor een breed scala van toepassingen. Bovendien zou het gebruik van zwavel, een overvloedig en goedkoop materiaal, de afhankelijkheid verminderen van eindige hulpbronnen zoals kobalt, dat essentieel is voor de traditionele batterijproductie.

Zorgen wegnemen

Het is echter essentieel om de zorgen rond de ontwikkeling van batterijen te onderkennen, zoals de milieueffecten van mijnbouw en productieprocessen en de beperkte beschikbaarheid van bepaalde materialen. Omgekeerd bieden juist deze uitdagingen een kans om nieuwe technologieën te ontwikkelen die deze problemen verminderen. Zo vormt de natrium-ion batterij een duurzaam alternatief voor lithium-ion batterijen, aangezien natrium veel overvloediger en toegankelijker is dan lithium. Dit zou de druk op de lithiumwinning verminderen, waardoor het negatieve milieueffect van de batterijproductie afneemt.

Het is ook belangrijk te erkennen dat lopend onderzoek naar recycling- en verwijderingsmethoden voor batterijen waarschijnlijk veel van de huidige bezorgdheid over de milieueffecten van batterijen zal verminderen. Door te investeren in deze technologieën kunnen we een duurzame kringloop creëren waarbij batterijen op een meer verantwoorde wijze worden geproduceerd en op een milieuvriendelijke manier worden gerecycled en verwijderd.

Ontsluiten van immens potentieel

Daarom is de ontwikkeling van geavanceerde batterijtechnologieën niet alleen essentieel voor de groei en duurzaamheid van onze samenleving, maar biedt deze ook een kans om veel van de problemen aan te pakken die met de huidige batterijtechnologieën samenhangen. Door te investeren in onderzoek en innovatie op het gebied van energieopslag kunnen we het immense potentieel van deze technologieën ontsluiten en de weg vrijmaken voor een schonere, efficiëntere en duurzame toekomst. De tijd is nu gekomen om batterijonderzoek te steunen, aangezien de kracht om onze wereld te veranderen binnen handbereik ligt.

Dit artikel verscheen eerder op Innovation Origins.

Meer lezen?

Als een trein met het ov door nieuwe Europese spoorplannen

In de transitie naar groene mobiliteit spelen effectieve lange afstands- en grensoverschrijdende treinverbindingen een sleutelrol. Daarom wordt er per 2023 flink aan de weg getimmerd om het Europese spoornet te verbeteren.Plan voor groen treinen Sinds het aannemen van het actieplan voor groener treinverkeer binnen de EU, is in die trant veel gepraat door banken, beleidsmakers en vervoerders over allerlei potentiële ov-projecten. Nu begint dat zich te vertalen in concrete treinverbindingen die aantrekkelijke, groene alternatieven bieden voor (hoofdzakelijk) het vliegtuig. De nachttrein tussen Amsterdam en Berlijn gaat bijvoorbeeld rijden op 25 mei.Treinpilots Het grootste initiatief komt vanuit de Europese Commissie zelf. Zij heeft een opdracht uitgezet voor tien treinverbindingen, waaronder verbeteringen en nieuwe lijnen, die allemaal zo snel mogelijk en uiterlijk in 2029 moeten lopen. Het project met de langste afstand, geleid door het Hongaarse ministerie van transport, verbindt Oostenrijk met de Roemeense steden Arad en Oradea – een reis van 1.300 kilometer. Een snelle Parijs-Milaan-Venetië connectie is bijvoorbeeld handig voor zakelijke reizigers uit het Verenigd Koninkrijk met handelsrelaties in de grote steden van Midden-Europa. Voor Zuidelijke afspraken kunnen zij straks reizen via Amsterdam, eerst met een verbeterd Eurostar toestel en dan vanaf de hoofdstad met de nieuwe nachttrein naar Barcelona – daar komt slechts één tussenstop, in Brussel. Groen treinen is beter voor klimaat De trein rijdt duurzamer dan het vliegtuig vliegt, vooral op de korte afstanden. Een vlucht van Parijs naar Amsterdam resulteert bijvoorbeeld in een CO2-voetafdruk van 244 kilo, terwijl de elektrische treinvariant van nog geen drie uur met 22 kilo ongeveer een tiende daarvan uitstoot. De nieuwe spoorkaart geeft een goed beeld van het web dat eind dit decennia moet rijden. Er verandert veel in centrumland Duitsland, waar vanuit München vier nieuwe lijnen gaan lopen naar verschillende buurlanden. Noordelijke landen worden makkelijker bereikbaar door één verbeterde en één nieuwe snelverbinding tussen Berlijn en Stockholm. Er komt ook een connectie tussen Hamburg en Gothenburg – misschien zelfs Oslo, als de Duitse vervoersmaatschappij Deutsche Bahn mee wil doen – van Snälltaget, een nieuwe Zweedse aanbieder van nachttreinen.De nieuwe spoorkaart van Europa in 2029.Vliegen van de baan Het optimaliseren van het spoor gaat hand in hand met belemmeringen in het vliegverkeer. Lang was een business trip Madrid een kwestie van een paar tientjes, maar dat tijdperk lijkt voorbij. Sinds de coronapandemie zijn de prijzen van vluchten in Europa fors omhoog gegaan en veel vluchten vielen uit. Tel daar de aanscherping van de EU Emissions Trading System (de afbouw van gratis emissierechten) en verhoging van vliegaccijnzen bovenop en het wordt duidelijk dat dit het nieuwe normaal is. Europese retourtjes zullen in 2026 zo’n 20 tot 50 euro duurder worden, voorspelt ABN AMRO. De nieuwe treinritten moeten gaan concurreren met die steeds duurder wordende vliegvarianten. Op dit moment zijn treintickets vaak nog heel duur. Dat komt vooral omdat reizigers met meerdere vervoersmaatschappijen moeten reizen en lijnen niet op elkaar zijn ingesteld. Dat is anders dan bijvoorbeeld de Thalys tussen Amsterdam en Parijs of de ICE naar Berlijn die op die lange afstanden zijn geprijsd. Landelijke wetgeving stuurt de reiziger ook richting het station. Zo werd eind vorig jaar in Frankrijk een verbod ingesteld op landelijke vluchten die in tweeënhalf uur aan te reizen zijn met het ov. Oostenrijk volgde met een verbod op de Vienna-Salzburg vlucht van drie kwartier. In plaats daarvan werd een geldpotje beschikbaar gesteld voor een snelle trein van tweeënhalf uur. Uit onderzoek van de EIB blijkt dat 62 procent van de Europeanen vóór de ‘short-haul flight ban’ is, dus wellicht volgen meer landen. In Spanje en Duitsland staat het al op de politieke agenda. Spoorbarrières Het optimaliseren van het spoornet over de grens is niet eenvoudig. Het pilotproject van de EU is er dan ook op gericht om blokkades te verhelpen – meer dan het bieden van financiering. Een voorbeeld is de Britse Eurostar-lijn die sinds de Brexit erg complex is geworden. De grenscontrole duurde te lang. Daardoor zijn veel ‘bottleneck stations’ geschrapt. Dichter bij huis bestaat al sinds 2016 de ambitie om Duitsland (Aken), België (Luik) en Nederland (Maastricht) met één lijn, dus zonder overstap, te verbinden. Het bleek ingewikkeld om alle dienstregelingen aan te passen. Daarom werd pas in maart dit jaar de intentieovereenkomst voor de drielandentrein getekend. Dit soort problemen remmen de ambities om het treinverkeer in Europa effectiever te maken. Maar nu de blauwdruk voor het derde decennium bekend is, kunnen bedrijven en beleidsmakers de kaders in gaan vullen. Het is dan wachten op een kettingreactie, waardoor reizigers – zakelijke of particulier, zich straks sneller, goedkoper en groener kunnen verplaatsen binnen de Unie. Meer lezen: Kom je met de fiets, auto of trein naar je werk? Vanaf 2024 moeten bedrijven dat vastleggenNieuwe spoorwegmaatschappij zet volledig in op nachttreinenKoplopers: De trein als alternatief voor vliegen?