Paul van Gerven
13 November 2009

Om de volumeverandering op te vangen die silicium elektrodes vertonen wanneer ze lithiumionen opnemen, hebben onderzoekers van de TU Graz een speciale siliciumhoudende gel ontwikkeld. In combinatie met grafiet, de conventionele keuze voor een anode in een batterij, kan de gel de capaciteit van lithiumionbatterijen met een factor twee verbeteren, met zicht op een factor tien.

Nanogestructureerd silicium kan veel meer lithium opnemen dan grafiet. Dat lijkt handig, maar het heeft ook een nadeel: het silicium zwelt sterk op door de opname. In de Oostenrijkse gel werkt het grafiet als een buffer die de gevolgen van de volumeverandering dempt. De Oostenrijkse onderzoekers hebben aangetoond dat de opnamecapaciteit voor lithium daarmee met een factor twee toeneemt. Om daar optimaal van te profiteren, moet ook de andere elektrode worden verbeterd. Het aanbrengen van de gel is sowieso makkelijker en goedkoper dan grafiet met silicium coaten vanuit de gasfase.

Ondertussen claimen diverse groepen dat hun energietechnologie op het punt staat lithium naar de kroon te steken. Fluidic Energy heeft van het Amerikaanse ministerie van Energie 5,13 miljoen dollar gekregen om zijn zink-luchtbatterijen te verbeteren. In deze accu‘s is de anode van zink, dat oxideert door hydroxylionen die aan de kathode worden gemaakt uit water en aan de lucht onttrokken zuurstof. Hun capaciteit zou tien keer beter zijn dan die van gelijkwaardige lithiumbatterijen en hun productiekosten tot wel drie keer lager. Fluidic Energy wil het waterige elektrolyt – dat makkelijk verdampt – vervangen door ionische vloeistoffen zonder aan performance in te boeten.

De zink-luchtbatterijen van het bedrijf Sintef staan dichter bij de markt. De Noren claimen op korte termijn een product te kunnen maken dat driehonderd tot vijfhonderd keer opnieuw valt op te laden, ook al een probleem van zink-luchtbatterijen dat diverse onderzoeksgroepen en start-ups de afgelopen jaren heeft beziggehouden. Om de accu te vermarkten, heeft Sintef in Zwitserland een bedrijf opgericht, Revolt. Dit gaat de batterij gebruiken in gehoorapparaten.