Amerikaanse wetenschappers werken aan een nieuw soort batterij die het bereik van elektrische auto’s met een kwart kan vergroten.

In een beetje elektrisch aangedreven auto vormen de batterijen voor 30 tot 40 procent van het totale gewicht. Logisch dus dat onderzoekers hard proberen om dat naar beneden te brengen, want dat gaat allemaal te koste van het bereik. Een van de manieren om dat te doen is door batterijen te maken die een dragende functie kunnen krijgen in de carrosserie. Dat idee is niet nieuw – Volvo kwam daar een kleine tien jaar geleden al mee – maar nu hebben wetenschappers van de Universiteit van Central Florida een mooie nieuwe stap gezet.

Lees ook:

• Ocean Battery slaat energie op de oceaanbodem op
• Een halt op kobalt: kobaltvrije accu’s in de maak

Supercondensator

Ze werken met positief en negatief geladen lagen koolstofvezel en stapelden die op elkaar. Tussen de lagen plaatsten de onderzoekers vellen grafeen (een laag koolstofatomen in een honingraatstructuur, foto hieronder) om de opslagcapaciteit te verhogen. Het resultaat is een supercondensator; een soort batterij die weliswaar wat minder goed stroom kan vasthouden, maar wel heel snel kan opladen en ontladen. Door de nieuwe techniek is hij sterker dan staal en lichter dan aluminium. De ‘batterij’ dus zo worden gevormd dat hij bijvoorbeeld als kokerbalk in de bodemplaat of als onderdeel van de carrosserie kan dienen.

Hoger, verder en lichter

De erin opgeslagen energie kan worden gebruikt om de batterijen bij te vullen. Maar omdat het een supercondensator is, is hij ook in staat om snel stroom leveren als er bijvoorbeeld moet worden geaccelereerd. Volgens de onderzoekers kan de actieradius van de auto erdoor met maar liefst 25 procent worden vergroot. De gebruikte materialen zijn bovendien niet-giftig, onbrandbaar en de batterijen schijnen tien keer langer mee te gaan dan een normaal accupakket.

De wetenschappers denken overigens veel verder dan alleen elektrische auto’s. Aan drones bijvoorbeeld, waar de ‘batterij’ in de constructie van het toestel kan worden verwerkt. Maar ook aan telefoons, of augmented reality-brillen, virtual reality-headsets en CubeSat-minisatellieten.

Als zo’n satelliet tijdens zijn tocht om de aarde in de zon komt, kan hij snel opladen en vervolgens zijn rondje langs de schaduwkant voltooien. “Door een CubeSat van dit composiet te maken, wordt hij lichter en is het zware accupakket overbodig,” zegt Deepak Pandey, een van de onderzoekers binnen het project. “Dit zou per lancering duizenden dollars kunnen besparen. Maar je kunt er ook voor kiezen om de extra ruimte te gebruiken voor meer sensoren en testapparatuur, waardoor de functionaliteit van de satelliet toeneemt.”

Ready for take off

Om aan te geven in welke fase de ontwikkeling van een bepaalde technologie zich bevindt, is ooit het technologiegereedheidsniveau (de technology readiness level of TRL) bedacht. Volgens de onderzoekers zit hun supercondensator in level 5. Als het labwerk is afgerond, kunnen ze hem klaarmaken voor level 6, waarbij de batterij bijvoorbeeld voor tests naar de ruimte wordt gestuurd. Pas bij level 9 is de technologie klaar voor commerciële toepassingen.

Bronnen: University of Central Florida

Beeld: University of Central Florida

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!