De opbouw van de lithium/luchtbatterij (afb: Nature)
Onderzoekers van het Nationaal Instituut voor Materiaalonderzoek in Japan hebben een lithium/luchtbatterij gemaakt met een opslagcapaciteit die 15 keer groter is dan van de normale lithiumionbatterij. Ze gebruikten daarbij koolstofbuisjes als materiaal voor de luchtelektrode.
Het zit er in dat de vraag naar oplaadbare batterijen snel zal groeien, zeker als we de energie opgewekt door zonne- of windenergie willen opslaan en elektrisch rijden normaal wordt. De huidige lithiumionbatterijen zijn compact , doen het lang en en produceren een relatief hoge spanning, maar zitten wat hun energiedichtheid betreft bijna aan de limiet. Lithium/luchtbatterijen zouden een goede opvolger kunnen zijn.
Dit type batterij is bij uitstek oplaadbaar met een in theorie aanzienlijke energiedichtheid. De batterij zou daarmee in het ‘gat’ kunnen springen terwijl de productiekosten zouden dalen, is het Japanse verhaal. Het probleem is dat fundamentele studies van batterijen werken met kleine modellen. Die zijn niet bedoeld voor demonstraties van het gebruik in de grotemensenwereld (zou je kunnen zeggen).
De Japanse onderzoekers kwamen tot een opslagcapaciteit van 30 mAh/cm2 met ‘commerciële’ prototypes. Dat is ongeveer 15 keer zoveel als de capaciteit van lithiumionbatterijen (ongeveer 2 mAh/cm2).
Ze bereikten dat resultaat door voor de luchtelektrode koolstofnanobuisjes te gebruiken. Het grote effectieve oppervlak van die elektrode en de flexibele structuur zou daarvoor ‘verantwoordelijk’ zijn.
Met de huidige kennis is de hoge energiedichtheid van type batterij niet te verklaren, stellen de onderzoekers. Nadere studie is vereist.
Praktijk
Dat gebrek aan kennis verhindert de onderzoekers niet verder te werken aan hun lithium/luchtbatterijen. Zo willen ze de energiedichtheid in de cellagen vergroten, de batterij is in lagen opgebouwd, en de onzuiverheden uit de lucht verwijderen.
Bron: Alpha Galileo