Een nieuwe batterij op basis van aluminium en zwavel vormt een veilig en goedkoop alternatief op de huidige lithium-ionaccu’s.
Beeld: De drie hoofdbestanddelen van de batterij zijn (van links naar rechts) aluminium, zwavel en steenzoutkristallen. Credit: Rebecca Miller
Als we de transitie willen maken naar groene energie, moeten we overschotten van wind- en zonne-energie kunnen opslaan. Daarvoor hebben we efficiënte, goedkope en veilige batterijen nodig. De huidige lithiumbatterijen schieten op al die vlakken tekort.
Om dat probleem op te lossen, ontwikkelden materiaalwetenschappers aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en andere onderzoeksinstellingen een nieuwe batterij. ‘We zochten specifiek naar een apparaat dat geschikt is voor stationaire opslag op kleine schaal, en dat bruikbaar is om elektrische auto’s op te laden‘, legt materiaalchemicus Donald Sadoway (MIT) uit.
De wetenschappers kwamen uit bij drie materialen: aluminium en zwavel voor de twee elektrodes, en zout als elektrolyt ertussenin. Die elementen zijn in grote hoeveelheden aanwezig op aarde. ‘Dat maakt ze goedkope vervangers voor lithium’, zegt Sadoway. De geschatte kostprijs van de nieuwe batterij zou zes keer lager zijn dan die van een standaard lithiumaccu. ‘De materialen zijn ook veilig – de batterij zal niet ineens ontvlammen.’
De onderzoekers kozen voor een zout met laag smeltpunt, zodat de batterij kan werken zonder externe warmtebron. Het smeltpunt is de temperatuur waarop een vaste stof vloeibaar wordt en omgekeerd. In een reeks experimenten stelden de onderzoekers vast dat de aluminium-zwavelbatterij probleemloos honderden keren kan opladen, en dat aan een hoge snelheid. Bij hogere werktemperaturen laadde de batterij nog sneller op.
Bijkomend voordeel: het zout blijkt ook de vorming van dendrieten te verhinderen. Als die gestekelde stukjes metaal zich vormen in een batterij doen ze de efficiëntie dalen.
De batterij zou in staat zijn stroom te leveren aan een huis of aan een kmo. In het straatbeeld zijn meer en meer elektrische wagens te zien. Die kunnen op den duur het elektriciteitsnetwerk overbelasten. De aluminium-zwavelbatterij zou dat euvel kunnen verhelpen.
Bron: Massachusetts Institute of Technology, VS
