Elektrische auto, accu | Onderzoekers van Harvard denken dat ze de ‘heilige graal’ van elektrische auto’s hebben gevonden

Hoog gewicht. Langzaam opladen. Beperkt bereik. Neemt veel ruimte in beslag.

De batterijtechnologie heeft zich de afgelopen decennia snel ontwikkeld, maar de basistechnologie die tegenwoordig in lithium-ionbatterijen wordt gebruikt, kent problemen die niet kunnen worden opgelost zonder opnieuw na te denken.

Lees ook: Shockcijfers: – Tesla-emissies bereiken 1,8 miljoen benzineauto’s

En nu hebben onderzoekers van Harvard nieuw onderzoek gepubliceerd in natuurWat misschien wel de doorbraak is waar men op heeft gewacht:

“De metalen lithiumbatterij is de heilige graal van de batterijchemie vanwege zijn hoge capaciteit en energiedichtheid”, zegt Chen Li, hoogleraar materiaalkunde. Harvard Gazette.

Het probleem is altijd geweest dat de stabiliteit van dit type batterij slecht was, benadrukt hij.

Solid-state batterijen vervangen de vloeibare elektrolyt in batterijen. Het vermindert het gewicht, de weerstand en verhoogt de capaciteit.

Naalden groeien uit tot batterijen

Onderzoekers weten al lang dat dit type batterij superieure eigenschappen heeft, maar ze liepen tegen een groot probleem aan:

Tijdens gebruik vormen zich naaldachtige structuren, dendrieten genaamd, in de batterij, die als wortels door de anode heen groeien. Deze kunnen dan door het septum tussen de anode en kathode in de batterijen groeien, waardoor het hele falamietcircuit wordt verkort.

Het doel is al lang om te voorkomen dat deze dendrieten optreden, maar Harvard-onderzoekers hebben in plaats daarvan gekozen voor een oplossing waarbij ze de groei beheersen en ervoor zorgen dat deze zich niet verspreidt.

Concreet bouwden ze de batterij in verschillende lagen, waar dendrieten door grafiet en de eerste laag elektrolyten konden groeien, maar ze stoppen in de tweede laag.

Lange houdbaarheidstermijn

In het onderzoeksartikel schreven ze dat hun testbatterij na 10.000 laadcycli nog steeds 82 procent van zijn capaciteit behield.

Als u een auto-accu één keer per dag leeg laat lopen, komt dat neer op 27 jaar gebruik.

Lees ook: Angst voor de scheepscrisis in Oslo: helemaal onbegrijpelijk

Enorme capaciteit

De huidige batterijen nemen veel ruimte in beslag en wegen veel, terwijl de solid-state batterijen die onderzoekers van Harvard hebben getest nu indrukwekkende eigenschappen hebben:

– Ons ontwerp zorgt voor 110,6 watt per kilo en een opslagdichtheid van 631,1 watt per kilo, schrijven ze.

In theorie betekent dit dat u alleen een 63 kWh-batterij van 100 kg kunt krijgen. In het accupakket klopt het dat er meer zit dan alleen accucellen, maar ter vergelijking weegt het accupakket op de Mercedes EQC 650 kg.

Het hoge vermogen van de batterijen betekent ook dat ze zeer snel kunnen worden opgeladen.

“De batterij kan de weg vrijmaken voor auto’s om in 10 tot 20 minuten volledig op te laden”, schrijft de Harvard Gazette.