Lithium-ion is tegenwoordig het belangrijkste bestanddeel van batterijen, maar ze hebben over het algemeen een negatieve impact op het milieu. Om dit probleem aan te pakken, ontwikkelen wetenschappers batterijen die langer meegaan en sneller opladen, zonder zeldzame materialen. Ze zijn gemaakt van duurzame materialen en hebben een nieuw ontwerp met positieve elektroden.
Onderzoekers van de TU Delft werken momenteel aan de ontwikkeling van batterijen die snel kunnen opladen en een stabiele opslagcapaciteit bieden. Bovendien willen ze deze batterijen vervaardigen uit duurzame, gemakkelijk verkrijgbare materialen. Deze innovatie moet een kosteneffectiever alternatief bieden voor lithium-ionbatterijen, die uit schaarse materialen bestaan. Daarnaast hebben lithium-ionbatterijen een aanzienlijk hoge CO2-uitstoot.
Alexandros Vasileiadis en Marnix Wagemaker werkten samen met onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen aan het onderzoek. Het onderzoek was gebaseerd op snel oplaadbare natriumionbatterijen en verbeteringen aan de negatieve elektrode. Deze batterijen kunnen nu worden geproduceerd met organische materialen, waardoor de afhankelijkheid van zeldzame grondstoffen die niet in Europa verkrijgbaar zijn, afneemt.
Verbeterde nieuwe kathode
Onderzoekers uit Delft hebben deze nieuwe positieve elektrode voor natrium-ionbatterijen ontwikkeld, gebaseerd op ontwerpprincipes die ze eerder in 2020 ontdekten . Deze ontwerpprincipes hebben geleid tot de ontwikkeling van een materiaal dat de voordelen van twee verschillende structuren combineert:
- Hoge energie dichtheid
- snel opladen
Daarnaast ondergaat de structuur van het materiaal geleidelijke veranderingen tijdens het laden en ontladen, wat de levensduur aanzienlijk verlengt . Bovendien is het vrij van kobalt, een veelvoorkomend bestanddeel in Li-ion kathodes.
En Verder?
De groeiende kennis over batterijmaterialen heeft de weg vrijgemaakt voor de volgende veelbelovende ontwikkeling in duurzame batterijtechnologie: het Derde Groeifonds-project . Dit project richt zich niet alleen op onderzoek naar lithium-ionbatterijen, maar verdiept zich ook in onderzoek naar natrium-ionbatterijen op nationaal niveau. Europese wetenschappers ontwikkelen duurzamere, sneller oplaadbare batterijen zonder zeldzame materialen. Het onderzoek zal verder worden uitgebreid. Dit maakt de toepassing van deze revolutionaire technologie op nationale en Europese markten mogelijk.
Bron : Delftse onderzoekers zetten volgende stap naar betere batterijen met algemeen beschikbare materialen
