Revolutionair type batterij maakt 100% zon en wind mogelijk

Share Button

Een elektrode bestaande uit nanodeeltjes kan op grote schaal elektrische energie opslaan, aldus onderzoekers van Stanford. De droom van 100% energie uit hernieuwbare bronnen komt zo steeds dichterbij.

Opgejaagd door de wind
Een  van de belangrijkste redenen dat alternatieve energie nog niet doorbreekt is energieopslag. De variabiliteit van zon en vooral wind is enorm: als er geen wind is,wordt er geen stroom geproduceerd, terwijl bij een stevige bries windmolens afgekoppeld moeten worden. Dit terwijl elektriciteitsverbruikers onmiddellijk over hun stroom moeten kunnen beschikken: weinig mensen zullen hun wasmachine aanzetten als er veel wind is. Om die reden zijn vervuilende kolencentrales en gevaarlijke kerncentrales populair bij netbeheerders: ze leveren continu vermogen. Gasturbines kunnen heel snel inspringen op dalen, maar ook aardgas is een schaars wordende fossiele brandstof.

Robuuste nanodeeltjes van koperverbinding
De onderzoekers gebruikten nanodeeltjes, bestaande uit een koperverbinding. Hiermee ontwikkelden ze een batterijelektrode die zeer veel vermogen heeft, efficiënt is en zeer goedkoop te maken. Ook is de elektrode zo robuust dat deze is te gebruiken om ook zware vermogenspieken en -dalen op het elektriciteitsnet op te kunnen vangen – de heilige graal voor energietechniek, waarnaar onderzoekers al jarenlang op jacht zijn.

Honderd maal duurzamer dan lithiumbatterij
In labtests overleefde de elektrode 40 000 maal op- en ontladen. Dat is honderd keer zo veel als de lithiumbatterij in bijvoorbeeld laptops en mobiele telefoons. Ook hierna was nog tachtig procent van de capaciteit behouden. Voldoende voor dertig jaar gebruik op het elektriciteitsnet.
Windfarm in Penistone, South Yorkshire. De wisselvalligheid van windenergie maakt aardgascentrales als backup een absolute noodzaak.

Rooster lijkt op gatenkaas
De elektrode overleeft zo lang omdat de kristalletjes koper-hexacyanoferraat een open rooster vormen waardoor de (gehydreerde kalium-)ionen ongestoord kunnen bewegen, zonder dat hierdoor de elektrode wordt beschadigd. De meeste batterijen gaan ten gronde omdat de heftige ionenstromen de kristalstructuur van de elektrode langzaam verwoesten.

Omdat de nanodeeltjes zo klein zijn, 100 atomen breed, hoeven de ionen niet ver te stromen en door de vele openingen in het kristalrooster van de nanodeeltjes gaat deze stroom ook moeiteloos. Dat heeft nog een voordeel: deze batterij is hierdoor veel energiezuiniger. Immers: er gaat geen energie verloren. Plus: de batterij is om dezelfde reden zeer snel op te laden.

Goedkoop te bouwen
Helaas zijn deze batterijen per kilowattuur opgeslagen energie veel te zwaar voor in een laptop of in een elektrische auto, maar voor energieopslag op de grond is dat niet erg. Hier zijn de kosten per opgeslagen kilowattuur belangrijker. Lithium en andere onderdelen van de lithiumbatterij zijn schaars en duur. Koper, ijzer en kalium zijn dat niet.

Er is alleen nog één maar. Dit materiaal is alleen als kathode te gebruiken. Voor de anode (de tegenovergestelde pool) moet nog een vergelijkbaar geschikt materiaal worden gevonden om echt een bruikbare batterij te ontwikkelen.

De onderzoekers zijn hier nu druk mee bezig.

Bron
Nanoparticle electrode for batteries could make large-scale power storage on the energy grid feasible, say Stanford researchers, Stanford University (2011)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

2 reacties

  1. flip schreef:

    erg leuk, maar wist je dat voor de eindgebruiker dit maximale percentage al binnen handbereik is?

    De energierekening van een normaal huishouden bestaat voor 70% uit gas en 30% uit electriciteit. Van de 70% gas is minder dan 1% voor het koken de rest voor het verwarmen van het huis.

    Als energie niet opgeslagen of omgezet hoeft te worden is het rendement het grootst, en dat is het geval bij een hetelucht radiator. Het rendement is dan ongeveer 85% (10% energieverlies door glas, en 5% door klein venntilatortje + overige verliezen.)

    Het mooie is dat dit door bijna iedereen zelf te maken en installeren is. Bovendien kost het extreem weinig.

    De bruikbaarheid is beperkt zoals bij zonnecellen, tot wanneer de zon schijnt, maar ook tot de momenten waarop er normaal moet worden bijgestookt, zoals in de nazomer, herfst, winter of voorjaar.

    Bekijk zelf maar hoe je het maakt. de kosten zijn minder dan 100 euro voor een paneel dat neer komt op een 2 Kw hetelucht verwarming (igv 2m2).
    https://www.youtube.com/results?search_query=solar+can+heater

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger