Artikel
Waar blijven die veelbelovende vastestofbatterijen?
Gepubliceerd: 1 July 2021 13:00
De afgelopen jaren waren regelmatig berichten te lezen over een nieuwe generatie batterijen waarin de vloeibare elektrolyt vervangen is door een vaste stof; de vastestofbatterijen. Dit nieuwe batterijtype prikkelt de verbeelding vanwege de veelbelovende eigenschappen zoals een hogere energiedichtheid en een betere veiligheid dan huidige batterijen. We willen allemaal graag dat onze telefoons en laptops minder vaak opgeladen hoeven te worden, maar de echte doorbraak zit in de elektrische mobiliteit. Vastestofbatterijen kunnen leiden tot enorme verbeteringen van elektrische auto’s zoals een verdubbeling van de rijafstand en de preventie van extreme accubranden. Dat klinkt allemaal fantastisch, maar waarom zien we ze dan nog niet in de nieuwste auto’s?
Auteurs: Mark Huijben, Moniek Tromp en Marnix Wagemaker.
De huidige lithiumionbatterijen zijn gebaseerd op een vloeibaar elektrolyt van een organische oplossing met daarin een lithiumzout. Deze vloeistof kan makkelijk doordringen in alle poriën van de actieve elektrodes (kathode en anode) en zorgt daarmee voor een optimaal contact. Maar vanwege ongewenste chemische reacties kan hij snel degraderen waardoor de prestaties van de batterij verminderen. Daarnaast zorgen de brandbaarheid van de vloeibare elektrolyt en de mogelijkheid tot lekkage voor een groot veiligheidsrisico.
De toepassing van vastestofelektrolytmateriaal voor energieopslag wordt al meer dan vijftig jaar onderzocht. Lange tijd was het transport van ionen, bijvoorbeeld lithium, niet voldoende. Maar in de afgelopen tien jaar zijn er verschillende doorbraken gerealiseerd in de experimentele ontwikkeling en optimalisering van vastestofelektrolyten met een ionische geleiding die soms zelfs nog beter is dan die van conventionele elektrolyten. Verschillende bedrijven zijn druk bezig (geweest) met het commercialiseren van die nieuwe generatie batterijen, bijvoorbeeld Toyota, Solid Energy, Infinite Power Solution, Seeo, Sakti3, Front Edge Technology Inc., QuantumScape, Bolloré, BrightVolt, Prologium, SolidPower en Ionic Materials.
Lees het volledige artikel in het juninummer of bekijk hieronder de pdf.
Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde
Het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde is hét Nederlandstalige vakblad voor natuurkundigen, vol nieuws uit de natuurkunde. Een greep uit de onderwerpen: onderzoek aan de frontlinie, natuurkunde en kunst, onderwijs, bijzondere loopbanen, interviews met prominente wetenschappers en een kijkje in de keuken bij bedrijven. Jaarlijks verschijnt vlak voor de zomer een extra dik themanummer. Leden van de NNV ontvangen het tijdschrift maandelijks.
Speciale editie Beestachtige fysica
Beestachtige fysica is de naam van onze speciale editie van 2023. De mens, biologisch gezien ook een dier, heeft enkele bijzondere eigenschappen. Een opponeerbare duim, die het gebruik van gereedschappen makkelijker maakt, rechtop lopen en de ontwikkeling van spraak. Het stelt ons in staat elk werelddeel te bevolken. Toch hebben (andere) dieren eigenschappen waar wij alleen van kunnen dromen. Wat denk je van dieren die kunnen vliegen of het aardmagnetisch veld kunnen detecteren? We zetten dieren in voor ons eigen bestwil en putten inspiratie uit de natuur voor de ontwikkeling van nieuwe materialen, maar laat je in dit nummer vooral ook verwonderen over de veelzijdige fysica die het dierenleven rijk is.
Het themanummer Beestachtige fysica is los te bestellen door een mailtje te sturen aan het NNV-bureau (bureau@nnv.nl), vergeet niet om een verzendadres te vermelden. Het nummer kost 10 euro, inclusief btw en verzendkosten (voor verzenden naar het buitenland rekenen we extra kosten).