Wanneer het weer tegenzit, maakt dat voor deze elektrische autoaccu niet uit. Die warmt zichzelf gewoon op.

Volgens velen is elektrisch rijden de toekomst, maar voor iedereen fluitend in een elektrische auto rijdt, moeten de accu’s van ev’s (electrical vehicles) wel worden verbeterd. Zo ligt de actieradius – de totale afstand die met een accu kan worden gereden – een stuk lager als het buiten vriest. Onderzoekers van de Pennsylvania State University hebben daarom een accu ontwikkeld die zichzelf verwarmt, zodat deze zichzelf snel op kan laden ongeacht de temperatuur buiten.

Lees ook: Elektrische auto opladen terwijl je over deze weg rijdt

Actieradius

Volgens een eerdere studie, uitgevoerd door onderzoekers van het Idaho National Laboratory in opdracht van het ministerie van Energie, wordt de actieradius van een plug-in-accu met 25 procent verminderd als het buiten vriest. In plaats van 160 kilometer kom je dan nog maar 120 kilometer ver met een volledig opgeladen accu.

Conventionele lithium-ionbatterijen kunnen niet snel worden opgeladen wanneer het vriest, maar de wetenschappers uit Pennsylvania hebben nu een accu ontwikkeld die met 15 minuten tot 80 procent is opgeladen, ongeacht de temperatuur buiten. Dat komt doordat de accu zichzelf kan verwarmen.

Nikkelfolie

De accu werkt als volgt. Net als de Duracell-batterijen die in je afstandsbediening gaan, hebben autoaccu’s ook een plus- en een minkant. Om zo’n accu plaatsten de wetenschappers een dunne plaat nikkelfolie. Eén uiteinde van de plaat werd aan de negatieve pool van de accu bevestigd, het andere uiteinde vormde een soort verbinding.

Hierop sloten de onderzoekers een temperatuursensor aan die op zijn beurt was bevestigd aan een schakelaar. De schakelaar zorgt voor een gesloten circuit, zodat elektronen door de nikkelfolieplaat kunnen stromen. Dit gebeurt alleen wanneer de temperatuur van de batterij lager is dan kamertemperatuur (zo rond de 20 graden Celsius).

De elektronenstroom door de nikkelfolieplaat verwarmt de plaat, waardoor de binnenkant van de accu opwarmt. Wanneer de batterij een interne temperatuur heeft bereikt die hoger is dan de kamertemperatuur switcht de schakelaar open – om oververhitting te voorkomen – en stroomt de elektrische stroom naar de accu om deze snel op te laden.

Laadcycli

“Het unieke aan deze accu is dat hij eerst zichzelf verwarmt en daarna automatisch overschakelt naar het opladen”,  zegt Chao-Yang Wang, directeur van het Electrochemical Engine Center van de Penn State University. “Ook hoeven de oplaadpalen die er al zijn niet te worden veranderd. Het verwarmen en opladen gebeurt in de accu, niet in de oplader.”

Alle batterijen worden na verloop van tijd minder goed. Maar de onderzoekers rapporteren in het vakblad Proceedings of the National Academy of Sciences dat na 4500 laadcycli een prototype van de zelf-verwarmende accu minder dan 20 procent van zijn capaciteit was verloren. Volgens de onderzoekers vertoonde een conventionele batterij onder dezelfde omstandigheden een capaciteitsverlies van 20 procent na slechts 50 laadcycli.

Dat klinkt veelbelovend. Helaas zal het nog wel even duren voordat elektrische auto’s zijn uitgerust met deze accu. Tot die tijd is het dus nog even de auto voorverwarmen, terwijl hij aan de oplader hangt.

Bronnen: Proceedings of the National Academy of Sciences, Pennsylvania State University, Popular Mechanics

Beeld: 123RF

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!