Darren Tan

Energieopslag is/wordt wezenlijk voor een groene toekomst. Allerwegen wordt er dus stevig gesleuteld aan batterijen en accu’s. Nu schijnen ingenieurs een batterij te hebben gemaakt die geheel uit vaste stof bestaat met een anode van kiezel (silicium). De batterij zou veilig zijn, lang meegaan en een grote energiedichtheid hebben. Mijn liefje wat wil je nog meer?
Ik wist het niet, maar siliciumanodes zijn beroemd om hun energiedichtheid. Die is tien keer groter dan die van grafietanodes, die vaak in lithiumionbatterijen worden gebruikt.
Daar staat tegenover dat ze nogal sterk uitdijen en inkrimpen bij het laden en ontladen en dat ze erg gevoelig zijn voor vloeibare elektrolyten. Daardoor zijn de kiezelelektroden nog niet doorgedrongen tot de markt van de lithiumionbatterijen.
Nu hebben ingenieurs van de universiteit van Californië in San Diego en onderzoekers van het bedrijf LG Energy Solution (de naam suggereert dat er voor elk probleem wel een oplossing is) die problemen (hopelijk) opgelost door een vaste elektrolyt te gebruiken (de elektrolyt zorgt voor het elektrische ‘contact’ tussen anode en kathode). “Hiermee openen we een nieuw terrein voor vastestofbatterijen met anodes van, bijvoorbeeld, silicium”, zegt Darren Tan trots.
Lithiumbatterijen leken het rijk alleen te hebben als het gaat om energiedichtheid. Die hebben echter beperkingen wat betreft laadsnelheid en warmen nogal op tijdens het laden (tot zelfs meer dan 60°C). Dat zou met siliciumanoden niet gebeuren. Een batterij met siliciumelektrode zou vijfhonderd keer opgeladen kunnen worden en nog 80% van zijn capaciteit hebben, terwijl de batterij niet warmer wordt.

Vloeibare elektrolyt

Zoals gezegd is het probleem voor de silicium anode de vloeibare elektrolyt. Dus gebruikten de onderzoekers een vaste elektrolyt gebaseerd op zwavelionen. Dat deerde de silicium anodes niet. “Dit belooft veel, hoewel er nog veel werk te doen is”, zegt Shirley Meng.

Vaste sulfideelektrolyten zouden zeer onstabiel zijn, maar daarbij was vooral naar vloeibare sulfidesystemen gekeken. Dat schijnt dat probleem niet te hebben. Geheel op Amerikaanse wijze heeft Tan maar vast een nieuw bedrijfje opgericht op op de toekomst voorbereid te zijn. UNIGRID Battery.

Bron: Science Daily