Noorse onderzoekers van het Instituut voor Energietechnologie hebben een manier gevonden om de capaciteit van batterijen met 300% tot 500% te verhogen. Dat zou betekenen dat smartphones en computers meerdere dagen niet hoeven worden opgelaten en elektrische auto’s tot wel 1.000 kilometer kunnen rijden, aldus de Noorse site NRK. Hetzelfde geldt natuurlijk voor reeks aan medische implantaten, gadgets en apparaten die lithium-ion batterijen gebruiken.
Het geheim is silicium en nanotechnologie.
Deze nieuwe technologie maakt gebruik van het feit dat silicium een veel grotere energiecapaciteit heeft dan het grafiet dat tot nog toe wordt gebruikt in batterijen. Al twintig jaar proberen fabrikanten en onderzoekers batterijen te verbeteren door kleine hoeveelheden silicium in het grafiet te mengen, maar dit had weinig invloed op de capaciteit. De belemmering voor het gebruik van meer silicium is dat het materiaal sterk uitzet bij het opladen. Dit zorgt ervoor dat het materiaal breekt en verpulvert, wat de levensduur van de batterij enorm beperkt.
De kunst is om de juiste verhouding en structuur van silicium en grafiet te vinden waarbij de batterij stabiel blijft en het gehalte van silicium zo hoog mogelijk is. Nanotechnologie maakt het mogelijk om materialen te ontwikkelen met een microstructuur die de batterij beter bestand maakt tegen slijtage. De Noorse onderzoekers zijn hierin geslaagd. Hoewel de gebruikte mix van silicium en grafiet net niet de helft haalt van de capaciteit die een batterij van pure silicium zou hebben, is een 3 tot 5-voudige toename van de capaciteit nog altijd een enorme verbetering ten opzichte van de batterijen die we nu gebruiken.
Revolutionaire batterij
“Je zou kunnen zeggen dat we de X-factor hebben gevonden waarnaar we op zoek waren. Deze vinding heeft een enorm potentieel en het is iets wat wetenschappers over de hele wereld proberen te bereiken,” aldus onderzoeksdirecteur Arve Holt van het Instituut voor Energietechnologie in een persbericht.
De volgende stappen om de innovatieve batterijen op de markt te brengen zijn het testen van de batterijen in industriële processen met internationale partners en het patenteren van de nanotechnologie, zo meldt NRK. Kjeller Innovation zal de leiding nemen in de commercialisering van deze technologie, en noemt het project "SiliconX".
De omschakeling van laboratoriumtesten naar industriële toepassingen betekent hopelijk dat prestaties van elektrische wagens, mobiele telefoons en implantaten spoedig een enorme boost krijgen. Ondertussen proberen ook andere onderzoeksgroepen en bedrijven de beperkingen en problemen van lithium-ion batterijen op te lossen. De oplossing die uiteindelijk de markt zal domineren levert een batterij met een hoge capaciteit en een lage slijtage in verhouding tot de productiekosten.
Maar voordat deze batterijen met een extreem lange levensduur de markt bereiken, moeten we rekening houden met een generatie batterijen met een veel gematigder maar nog steeds significante verbetering, aldus een voorspelling van de Wall Street Journal.
Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Business Insider Nordic
