Innovatie / Batterijen van morgen: met en zonder lithium

In een laboratorium van de Universiteit van Namen krijgt mogelijk de batterij voor de toekomstige elektrische auto’s vorm. Er worden verschillende oplossingen onderzocht, voorlopig nog op de schaal van de knoopcelbatterij. Dit onderzoek van het achtkoppige team van Dr. Bao-Lian Su, met onder meer Patrick Sanglier en Hongyan Li, is gericht op het verbeteren van de veiligheid van de batterijen en hun prestaties (op- en ontladen, autonomie).

De grootste uitdaging voor batterijen schuilt tegenwoordig in de materialen. Want hoewel lithium-ionbatterijen wel aan de huidige behoeftes voldoen, hebben ze toch hun beperkingen qua opslagcapaciteit of laadsnelheid. Door die lithiumbatterijen te combineren met zwavel, selenium of zuurstof zou hun capaciteit kunnen worden verhoogd, terwijl tegelijk de laadtijden worden ingekort. Aan de universiteit van Namen wordt volop geëxperimenteerd met deze nieuwe combinaties en technologieën voor lithium-batterijen. Dat levert onder meer Li-S-, Li-Se-, Li-O₂-batterijen op.

Vrije baan voor natrium

Maar lithium, waarvan de winning, de voorraden en de recyclage problematisch zijn, zou ook kunnen worden vervangen door natrium (Na). Dat chemische element is bijna onbeperkt aanwezig op aarde, aangezien het een bestanddeel van zout is. Hier is geen potentieel schaarsteprobleem zoals bij lithium, en het is zeer eenvoudig te ‘winnen’. Meer nog: het is overal op onze planeet te vinden.. Natrium is wel ‘dikker’ dan lithium, waardoor de ionen minder makkelijk bewegen – en dat heeft dan weer een negatieve impact op de opslagcapaciteit en de laadtijden. Maar het Laboratorium voor Scheikunde van Anorganische Materialen van de Universiteit van Namen heeft ook daarvoor een oplossing gevonden: het dubbelion. Heel eenvoudig samengevat: in plaats van van de ene elektrode naar de andere te pendelen gaan de ionen heen en weer tussen de elektroden en de Na-elektrolyt. Dat vermindert de af te leggen afstand, terwijl de opbrengst toeneemt.

Voorlopig bevindt het hele onderzoek zich nog in de laboratoriumfase, ondanks het feit dat in de Naamse onderzoeksgebouwen nu al verschillende knoopcelbatterijen in tientallen rijen worden getest. De volgende fase, die van de industrialisering, nadert echter. Bepaalde bedrijven hebben alvast grote belangstelling getoond voor het onderzoek, dat deel uitmaakt van het BatteryWal-project. Het geeft ons hoop op performantere en veiligere batterijen tegen het komende decennium.