Vloeibare batterij stuwt elektrische auto voort

Share Button

Je elektrische auto kan straks gewoon aan de pomp worden gevuld, net als een benzineauto. Niet met benzine, maar met Cambridge crude. Hebben we nu eindelijk de doorbraak die de elektrische auto mogelijk maakt?

Accu’s sloom en log

Dit goedje, door de uitvinders Cambridge Crude genaamd, is een vloeibare batterij.

Dit goedje, door de uitvinders Cambridge Crude genaamd, is een vloeibare batterij.

Elektrische auto’s werken met een accu. Ultracondensators kunnen in enkele seconden worden opgeladen en worden steeds beter en krachtiger. Helaas halen ultracondensators het qua opslagcapaciteit van energie nog niet bij accu’s, laat staan benzine. Het nadeel van accu’s is dat het opladen zo lang duurt. Een half uur of zelfs vele uren lang bezig zijn met laden, zal weinig forenzen aanspreken.

Onderzoekers van MIT hebben nu een oplossing gevonden. Hun nieuwe batterij, een zogeheten semi-solid flow cell, bestaat uit vaste deeltjes die als suspensie in een draagvloeistof zweven. Deze vloeistof wordt door het systeem gepompt. In dit ontwerp zijn de actieve onderdelen van de batterij – de positieve en negatieve elektroden – niet zoals in een gewone batterij, vastliggende platen. Ze bestaan uit deeltjes die in een vloeibare elektrolyt zweven. Deze verschillende suspensies worden door een systeem gepompt, gescheiden door een filter, zoals een dun poreus membraan.

De elektroden van de vloeibare batterij zijn fijnverdeeld in de vloeistof.

De elektroden van de vloeibare batterij zijn fijnverdeeld in de vloeistof.

Twee keer zoveel energie per kilo
Het onderzoek werd uitgevoerd door Mihai Duduta en Bryan Ho. Uniek aan dit nieuwe ontwerp is dat het de twee functies van de batterij: energie opslaan tot deze nodig is en de energie ontladen als deze gebruikt moet worden – in verschillende fysische structuren zijn ondergebracht. In een ‘gewone’ batterij nemen de elektroden beide functies tegelijkertijd over. Chiang, de begeleider van het onderzoek, zegt dat door deze twee functies te scheiden batterijen veel efficiënter kunnen worden[1]. Het nieuwe ontwerp belooft de afmetingen en kosten van een compleet batterijsysteem, inclusief  alle ondersteunende structuren en connectors terug te brengen tot ongeveer de helft van het huidige niveau. M.a.w. twee keer zoveel energie per kilogram. Deze verdubbeling van opslagcapaciteit op zich al kan elektrische voertuigen volledig laten concurreren met benzine- of dieselvoertuigen, aldus de onderzoekers. Als het bereik van een elektrisch voertuig zou worden verdubbeld en de kosten van de accu gehalveerd, dan zou dit elektrische voertuigen zonder subsidie in Nederland al haalbaar maken. De onderzoekers schatten dat 0,13-0,25 kWh per kilo denkbaar is [2].

 

Batterij tanken aan de pomp
Een ander voordeel is dat het systeem het mogelijk maakt, de batterij opnieuw op te laden door te tanken. De vloeibare slurry wordt er dan uitgepompt en vervangen door een verse, volledig opgeladen vervangingslading. Een andere oplossing (die ook bij andere types accu kan worden gebruikt) is de complete tank verwisselen. Als je de auto bekleedt met zonnepanelen, zou deze zelfs de tank weer opnieuw kunnen vullen.

Flow batteries bestaan al langer, maar hebben vloeibare media gebruikt met een zeer lage energiedichtheid. In een elektriciteitscentrale is dat niet zo erg – gewicht en volume is dan niet zo belangrijk. Het gaat dan eerder om de vraag, hoeveel energie per euro kan worden opgeslagen. In een elektrisch voertuig is gewichtsbesparing juist heel belangrijk.

Bronnen
1. New battery design could give electric vehicles a jolt, Physorg.com
2. Duduta, Ho et al., Semi-solid lithium rechargable flow battery,  Advanced Energy Materials (2010)

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. Hans schreef:

    Zolang je maar niet hoeft te lopen of te fietsen hè.

  2. Frank schreef:

    In de film ‘Demolition man’ uit 1993, een science fiction film die speelt in het Los Angeles van 2032, hadden ze het over ‘capacitance gel’ waarmee de tank van de elektrische auto’s gevuld was.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger