Luister hieronder naar de audioversie van dit artikel


0:00

Als elektrische auto’s worden uitgerust met zogeheten vastestofbatterijen, dan kan hun impact op het milieu fors kleiner worden dan die van de huidige lithiumionbatterijen. Tot die conclusie komen onderzoekers in een analyse voor milieuorganisatie Transport & Environment.

Volgens de opstellers van het rapport kan de hoeveelheid broeikasgassen die vrijkomt door de productie en het gebruik van de auto’s met de volgende generatie batterijen met bijna een kwart omlaag. Als de benodigde grondstoffen op de meest duurzame manier worden gewonnen, kan die uitstoot zelfs met 39 procent worden verminderd.

Elektrische auto’s stoten zelf geen CO2 of andere gassen uit die bijdragen aan de opwarming van de aarde. Tijdens de productie vindt echter wel uitstoot plaats. Ook het opwekken van stroom veroorzaakt uitstoot. Indirect maakt het dus veel uit hoe efficiënt en schoon de batterijen zijn.

Vastestofbatterijen zijn volop in ontwikkeling. Ze bevatten anders dan de huidige batterijen geen vloeibare elektrolyten. Een belangrijk verschil is verder dat ze een hogere energiedichtheid bezitten. In totaal is bovendien minder materiaal nodig om ze te maken.

Alles bij elkaar opgeteld kan een vastestofbatterij van hetzelfde gewicht een auto verder brengen dan een lithiumionbatterij. De uitstoot per kilowattuur aan energie is daardoor lager, aldus de onderzoekers van het gespecialiseerde bureau Minviro. Ze verwachten dat de nieuwe soort batterij in de tweede helft van dit decennium zal doorbreken.

Winning van lithium belangrijke factor bij milieubelasting accu's voor elektrische auto's

Hoeveel lager de uitstoot precies uitvalt, hangt nauw samen met de manier waarop de grondstoffen zijn gedolven. Als lithium wordt gewonnen uit het mineraal spodumeen, of uit sediment, dan is dat bijvoorbeeld een stuk vervuilender dan wanneer het uit pekel wordt gehaald, of uit water dat diep uit de aarde wordt opgepompt. Momenteel wordt lithium nog vooral op vervuilende wijze gedolven. Transport & Environment noemt het "cruciaal" om ervoor te zorgen dat dit duurzaam gebeurt.

Dinsdag riep de president-commissaris van Tesla op tot verhoging van de lithiumproductie in Australië. Dat land is nu goed voor ongeveer de helft van de wereldwijde productie van onverwerkt lithium, maar heeft slechts beperkte raffinagecapaciteit voor dat metaal.

Robyn Denholm van Tesla vindt dat het land extra capaciteit moet toevoegen om zo de productie te verhogen en meer voordelen te kunnen behalen uit zijn belangrijke positie op de markt voor lithium. "Australië heeft de mineralen, niet alleen lithium, en de kennis om de mogelijkheden van deze nieuwe tijd in energie te benutten."

De topvrouw zei verder dat lithiumionbatterijen voor elektrische auto's nu de belangrijkste technologie is. "Om de uitdaging van klimaatverandering het hoofd te bieden moet de gehele industrie in een sprinttempo opschalen", aldus Denholm op de Australian Clean Energy Summit.

Solid state-batterij: heilige graal voor elektrische auto?

Wat de vaststofbatterij betreft zijn er nog een aantal uitdagingen. Daarbij gaat het hoofdzakelijk om drie zaken.

De eerste is het uitzetten en krimpen van de accu. Dat gebeurt doordat hij opwarmt en afkoelt, en is heel normaal. Maar omdat de elementen bij de solid state-batterij heel dicht op elkaar geplakt zitten, en de gebruikte materialen met verschillende snelheden uitzetten en krimpen, bestaat het gevaar dat er scheurtjes ontstaan. Die verminderen de werking van de batterij of kunnen voor kortsluiting zorgen.

Het tweede probleem is de vorming van zogenoemde dendrieten. Dat zijn scherpe uitsteeksels die zich vormen doordat lithium-ionen niet worden opgenomen in de anode, waardoor ze blijven plakken op het oppervlak en wortelvormige structuren vormen. Als deze dendrieten lang genoeg worden, penetreren ze de scheidende laag tussen de anode en kathode. Dat veroorzaakt kortsluiting.

De uitdaging is om een materiaal tussen de anode en kathode te vinden die elektronen doorlaat, maar dendrieten tegenhoudt. Dat blijkt lastig, al zegt fabrikant QuantumScape de oplossing te hebben in een materiaal dat ze zelf ontwikkelen. Maar ook hier zetten experts de twijfels bij, want QuantumScape laat er verder niets over los.

Als laatste is de technologie op dit moment nog verschrikkelijk duur. Dat komt voornamelijk omdat het nog niet op grote schaal wordt toegepast. Pas dan zullen de prijzen snel dalen. Toch is de verwachting dat de eerste auto's met een solid state-accupakket - als die ooit op de markt komt - een duurder model zal zijn.

LEES OOK: De solid state-batterij is de oplossing voor alle problemen rondom elektrisch rijden, maar wanneer komt-ie op de markt?