Door het lithium in deze batterijen met keramiek te bedekken, leveren ze tien keer zoveel energie als de huidige lithium-ion-accu’s. Bonus: ze vliegen niet in de fik.
Van smartphones en laptops, tot auto’s en vliegtuigen: lithium-ion-accu’s vind je overal. Maar hoewel ze een boel energie leveren, zijn de veelgebruikte oplaadbare batterijen verre van perfect. Zo nemen ze relatief veel ruimte in beslag én wil er nog weleens een in de fik vliegen. Dat je geen ontploffende telefoon wil, spreekt natuurlijk voor zich, maar ook batterijen die kleiner én efficiënter zijn, zou men in onze technologische wereld met open armen ontvangen.
Mogelijk hebben onderzoekers van de Universiteit van Michigan de eerste stappen in de goede richting gezet. Met behulp van een simpel laagje keramiek maakten ze lithiumbatterijen die zonder meer ruimte in beslag te nemen tien keer zoveel energie leveren als de veelgebruikte lithium-ion-accu’s. En, leuke extra, het ‘brandgevaar’ is vrijwel nul.
Lees ook: Tip: zet nooit je tanden in een batterij
Dendrieten
Zo veelbelovend leken ze, de lithiumbatterijen die in de jaren 80 in de eerste ‘mobiele’ telefoons op de markt kwamen. Helaas vlogen de batterijen, en dus de telefoons, tijdens het opladen regelmatig in de fik en was het gauw gedaan met hun populariteit. Hoe? De lithiumatomen vormden zogenaamde dendrieten – vertakte, boomachtige structuren, die ervoor zorgde dat er te veel energie op één plek samenkomt en ontbranding plaatsvindt.
De lithium-ion-batterij zoals we die nu kennen, is veel stabieler dan zijn voorganger, door het gebruik van grafiet. Als het ware ingebed in de koolstof, wordt de vorming van dendrieten, en dus de kans op ontbranding, aanzienlijk verminderd. Helaas leverde het nieuwe ontwerp wel in op capaciteit per gram batterij: van 3800 milliampère-uur per gram (mAh/g) bij de originele lithiumbatterij tot slechts 350 mAh/g.
Keramiek
Volgens het nieuwe onderzoek, dat onlangs in vakblad Journal of Power Sources werd gepubliceerd, zou keramiek weleens dé oplossing kunnen zijn. Door een laagje keramiek op het lithium in de batterijen aan te brengen, wist het team dendrietvorming te voorkomen, én de power van de oude lithiumbatterij te evenaren.
Het is niet de eerste keer dat onderzoekers zich tot keramiek richten. Eerdere pogingen waren echter geen succes omdat de lithium stiekem door aanwezige gaatjes heen sijpelde. Dankzij nieuwe technieken, kon nu echter een vrijwel perfect laagje keramiek gemaakt worden – om echt álle lithium ‘binnen te houden’.
Veelbelovend
Van massale productie van de keramische lithiumbatterijen is (helaas) nog geen sprake, maar wie weet lopen we in de toekomst allemaal wel rond met keramiek in onze telefoon. Fingers crossed dat uitvindingen als ingebouwde sprinklerinstallaties dan écht overbodig zullen zijn.
Bronnen: Journal of Power Sources, University of Michigan, Digital Trends
Beeld: Evan Dougherty/University of Michigan
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!