Sneller laden door nieuwe batterijarchitectuur

NiCd

NiCdAls je de anodes, separatoren en kathodes in een batterij door elkaar plaatst in plaats van netjes op een rij, kun je batterijen veel sneller opladen. Dat blijkt uit onderzoek aan de Cornell universiteit (VS).

 

De truc is om een niet-lineaire structuur te creëren waarbij alle componenten voor energie-opslag en -afgifte zich bevinden in een soort ‘nano-poriën'. Deze structuur elimineert niet alleen het overbodige volume, volgens professor Ulrich Wiesner krijgt een batterij vooral een vele malen grotere intensiteit. "Hierdoor kan je veel sneller bij de energie dan in een traditionele batterij. En omdat alles is gekrompen tot nano-afmetingen, kun je een batterij in een paar seconden opladen."

De architectuur van de batterij is gebaseerd op de zelforganiserende eigenschappen van blokcopolymeren. De anodes worden gevormd door niet-lineaire dunne films van carbon die duizenden holtes bevatten van 40 nm. De wanden van deze holtes worden door elektropolymerisatie bedekt met een 10 nm dikke laag die als separator fungeert voor energie, terwijl hij ionen geleidt.

Als anodemateriaal wordt zwavel gebruikt, omdat dat elektronen accepteert maar geen elektriciteit geleidt. De holtes worden niet helemaal met dit zwavel gevuld, zodat er nog plek is voor een beetje van het geleidende polymeer polyethyleendioxythiofeen (pedot). Dit maakt de separator compleet – en voorkomt daarmee kortsluiting en brand. Het pedot is echter ook de zwakke schakel in de batterij, omdat de kwaliteit van dit materiaal steeds een beetje achteruit gaat bij het laden. De onderzoekers zoeken nog naar een alternatief.

Noot van de redactie: ik blijf ageren tegen verwachtingen die worden gewekt in dit soort berichten dat een batterij in een paar seconden op te laden is. Laten we "een paar" op 10 seconden stellen. En nemen we een standaard batterij van een mobiele telefoon die 7,4V is bij ongeveer 2000mAh. En nemen we aan dat de efficiency bij het laden 80% is. Dat betekent dat deze batterij, om helemaal geladen te worden, een uur lang 2000/0,8=2500mA toegevoerd dient te krijgen (2,5A) om helemaal geladen te worden. Dat is nu eenmaal de energie die je erin moet stoppen om er later weer uit te kunnen halen. Wil je die energie er in 10 seconden instoppen, dan betekent dat dat de stroom gedurende die 10 seconden [3600 (seconden in een uur) gedeeld door 10] maal zo groot moet zijn. Ofwel 2,5A x 360 = 900A. Bij 7,4V. Dat is 6,66kW. Genoeg om de zekering van je huis te laten springen. Nog afgezien van smeltende USB-connectoren met dat soort stromen. Een bullshitbewering dus.

 

Geef een reactie