16 oktober 2025 15:00
Wetenschappers hebben met vitamine B2 en een schep suiker een veiligere, duurzamere en goedkopere batterij gemaakt.
Lithium-ion batterijen kunnen veel energie opslaan in een relatief klein en licht pakket. Ze zijn daardoor ideaal voor elektrische auto’s en draagbare apparaten, zoals laptops en smartphones. Maar ze hebben ook heel wat nadelen. Zo zijn ze vrij duur en giftig, vliegen ze nog weleens in brand en veroorzaakt het winnen van het schaarse lithium en de andere benodigde metalen flinke milieuschade. Voor grotere batterijen zijn ze daarom minder geschikt. Wetenschappers zoeken naar alternatieven.
Lees ook:
Een zo’n alternatief is de suikerbatterij. Dat idee is gebaseerd op hoe het menselijk lichaam energie produceert. In ons eten zit glucose (een type suiker) en dat is een energierijk molecuul. Door glucose af te breken komen er elektronen vrij waarmee het lichaam allerlei processen kan aandrijven. Een suikerbatterij bootst dat na en gebruikt de elektronen om elektrische stroom te leveren.
Maar glucose staat niet zomaar zijn energie af. In het lichaam breken enzymen het molecuul eerst af. In bestaande suikerbatterijen vervullen edelmetalen meestal die taak. Ze breken glucose niet helemaal af, maar kunnen wel veel van zijn elektronen overnemen en die vervolgens afleveren bij de elektrode. Dit doen ze alleen nog niet erg efficiënt en de metalen moeten bovendien, net als lithium, worden gemijnd. In vakblad ACS Energy Letters schrijven onderzoekers nu dat je de edelmetalen kunt vervangen door riboflavine, wat beter bekend is als vitamine B2.
In het lichaam speelt riboflavine een belangrijke rol in het vrijmaken van energie uit glucose. De stof transporteert elektronen tussen verschillende moleculen. In een suikerbatterij kan riboflavine een vergelijkbare taak vervullen: elektronen van glucose overnemen en die transporteren naar de elektrode, waardoor een elektrische stroom kan gaan lopen.
Schrijf je in voor onze gratis nieuwsbrief en ontvang elke donderdag het interessantste nieuws uit de wereld van wetenschap en technologie in jouw inbox.
De onderzoekers bouwden een prototype van een flowbatterij met suiker en riboflavine. In tegenstelling tot andere batterijen, slaan flowbatterijen energie op in vloeibare elektrolyten die door het systeem worden gepompt. Terwijl de elektrolyten langs de negatieve of positieve elektrode stromen, ondergaan ze chemische reacties waardoor ze elektronen afstaan of opnemen.
In het prototype werd de negatieve elektrode omgeven door glucosevloeistof (die elektronen afstaat) en de positieve kant door een oplossing van kaliumhexacyanoferraat of zuurstof (die elektronen opneemt).
Tests lieten zien dat de versie met kaliumhexacyanoferraat een energiedichtheid had die vergelijkbaar is met die van bestaande flowbatterijen die het metaal vanadium als elektrolyt gebruiken. De suikerbatterij werkt dus ongeveer even goed als andere flowbatterijen.
De chemische reacties in de versie met zuurstof verliepen echter een stuk langzamer. De onderzoekers vermoeden dat dit komt doordat zuurstof riboflavine afbreekt in de aanwezigheid van licht, waardoor de batterij zichzelf ontlaadt. De onderzoekers gaan nu kijken of ze dat kunnen voorkomen, want de batterij met zuurstof is een stuk goedkoper op grote schaal te produceren dan die met kaliumhexacyanoferraat.
De onderzoekers zien hun prototype in ieder geval als bewijs dat suikerbatterijen toekomst hebben. “Riboflavine- en glucose-flowbatterijen kunnen elektriciteit opwekken uit natuurlijke energiebronnen”, zegt hoofdonderzoeker Jong-Hwa Shon in een persbericht. “Dit systeem maakt gebruik van niet-giftige componenten die zowel goedkoop als in overvloed aanwezig zijn in de natuur, en biedt daarmee een veelbelovende weg naar veiligere en betaalbaardere energieopslag.”
Bronnen: ACS Energy Letters, ACS via EurekAlert!
Beeld: Alexander Grey/Unsplash
Duik in de wereld van wetenschap, technologie en ruimtevaart met KIJK! Ontdek de meest fascinerende achtergronden, baanbrekende ontwikkelingen en de spannendste verhalen uit de ruimte.
Wil jij niets missen én profiteren van een scherpe aanbieding? Word nu lid van KIJK en lees meer voor minder!
