Privé

De toekomst van batterijen: krachtiger en veiliger

Batterijen zijn nog altijd een bottleneck, niet alleen in apparaten zoals smartphones en laptops, maar ook in onze moderne energie- en transportsystemen. Maar de technologie staat niet stil. Zowel grote bedrijven als onderzoeksinstellingen zetten zwaar in op de ontwikkeling van veiligere en krachtigere batterijen – een trend die vooral het gevolg is van de komst van elektrische wagens.

Batterijen zijn al geruime tijd de bottleneck in veel mobiele apparaten. Terwijl microchips en andere elektronische onderdelen voortdurend kleiner en krachtiger worden, verloopt de ontwikkeling van betere batterijen eerder langzaam. Zo blijft de batterijtechnologie in de ontwikkeling van nieuwe smartphones en laptops vandaag de grootste remmende factor.

Beperkte opslagcapaciteit

Maar de huidige batterijtechnologie – voornamelijk op basis van lithium-ionbatterijen – remt ook de vooruitgang in onze energie- en transportsystemen. Een elektrisch netwerk waarin renewables als wind- en zonne-energie voluit tot ontplooiing kunnen komen, vereist immers een grote en betrouwbare opslagcapaciteit. Om nog maar de zwijgen van de elektrische wagens waarvan het bereik nu nog gelimiteerd is door de beperkte capaciteit van de batterijen aan boord.

Noodzaak

Gelukkig schuilt er wel enige waarheid in het gezegde dat noodzaak de moeder is van de uitvinding. De technologische ontwikkeling om huidige lithiumbatterijen, die voornamelijk nog vloeibare elektrolyten bevatten, te vervangen door een beter alternatief is immers volop bezig. De motor achter die ontwikkeling is vooral het grote marktpotentieel dat de elektrische wagen biedt, want dat heeft de grote autoconstructeurs in de armen gedreven van batterijfabrikanten.

Het gevolg? Wereldwijd zijn er momenteel duizenden bedrijven en onderzoeksinstellingen bezig om krachtigere en veiligere batterijen te ontwikkelen – in België wordt dat onderzoek getrokken door IMEC, een van de grootste Europese onderzoeksinstituten op dit gebied.

Vaste stof in plaats van vloeistof

Het grote probleem met vloeibare elektrolyten is dat ze batterijen – zeker wanneer ze worden opgewarmd – kunnen doen ontploffen. Daarom wordt er momenteel heel veel onderzoek gedaan naar zogenaamde vastestofbatterijen. Deze zijn niet alleen inherent veilig, maar hebben ook een grotere energiedichtheid (en dus opslagcapaciteit). Bovendien gaan ze ook nog eens langer mee. Dat maakt ze bijvoorbeeld interessant voor toepassing in smartphones en laptops, waar de levensduur traditioneel nog afhangt van de kwaliteit van de batterij.

Geweldige boost

Eens de vastestofbatterij commercieel beschikbaar is, zal ze de populariteit van elektrische wagens wellicht de hoogte in stuwen. De omslag van brandstof naar elektriciteit kan dan écht beginnen. Maar de vastestofbatterij kan ook de vergroening van ons energiesysteem een geweldige boost geven. Doordat ze prima bestand zijn tegen de hitte kunnen deze batterijen bijvoorbeeld verwerkt worden in zonnepanelen, waardoor die niet alleen elektriciteit opwekken, maar de stroom tegelijkertijd ook opslaan.

En alsof dat nog niet genoeg is, lenen vastestofbatterijen, in tegenstelling tot de huidige batterijen met vloeibare elektrolyten, zich ook perfect om ingebouwd te worden in lichaamsimplantaten, bijvoorbeeld voor de aansturing van een pacemaker of een gehoortoestel. Kortom, de grote batterijrevolutie is volop bezig!



Ga naar www.luminus.be