Superbatterij voorkomt gebruik van dure, milieubelastende grondstoffen
Windturbines of zonnepanelen kunnen niet continu energie leveren. In een wereld waarin alsmaar meer geleund wordt op dergelijke groene energiebronnen, zullen technieken voor energieopslag dus bijzonder belangrijk worden. Zo moet Europa, om de energietransitie te doen slagen, tegen 2030 over 200 gigawatt aan energieopslag beschikken, schat de European Association for Storage of Energy (EASE). Ter vergelijking: eind dit jaar zou ons continent slechts 10 GW aan opgesteld vermogen aan batterijen hebben. Een nieuw soort goedkope batterij kan het probleem met de opslag van groene energie het hoofd bieden.
De betreffende batterij is een verder ontwikkeld type natrium-zwavelbatterij dat wel drie keer zoveel energie kan opslaan dan een lithium-ion batterij. Dr. Shenlong Zhao, onderzoeker op het gebied van energieopslag aan de universiteit van het Australische Sydney, en zijn internationale team wetenschappers, hebben een prototype van de nieuw type natrium-zwavelbatterij ontworpen en gebouwd.
Zoutwinning Bonaire
Veelbelovend alternatief
Natrium-zwavelbatterijen gelden al een tijdje als veelbelovend alternatief voor de opslag van hernieuwbare energie. De werking steunt op chemische reacties tussen een zwavelkathode en een natriumanode om de elektrische energie op te slaan en te gebruiken.
Er wordt dus gebruik gemaakt van de goedkope materialen als zwavel en natrium.
Grondstoffen, die in het Caribisch gebied voorhanden zijn, denk bijvoorbeeld voor zout aan Bonaire en voor zwavel aan Colombia. Door toepassing van deze griondstoffen is de nieuwe batterij is minder belastend voor het milieu en daardoor ook volledig recyclebaar. Bovendien is de veel grotere opslagcapaciteit in vergelijking de lithium-ion batterij, en de extreem lange levensduur bij kamertemperatuur een bijzonder groot voordeel.
Zo stelt het wetenschappelijk team dat hun batterij ongeveer drie keer zo veel kilowattuur per kilo kan opslaann dan een lithium-ion batterij. Bij een lithium-ion batterij gaat het om 250 tot 350 wattuur per kilo. Met zwavel wordt dat 1.000 wattuur, 1 kilowattuur, per kilo.
Hierdoor kunnen elektrische voertuigen bijvoorbeeld drie keer verder rijden dan met een vergelijkbare EV-batterij. Dat komt door de integratie van op koolstof gebaseerde elektroden en het gebruik van pyrolyse. Dat is een proces om veel effectievere reacties tussen de zwavel en het natrium te realiseren.
De tegenhanger, de lithium-ionbatterijen, worden vandaag daag wijdverbreid gebruikt. Ze zitten bijvoorbeeld in de meeste elektrische voertuigen. Behalve het alkalimetaal lithium is voor de productie ervan ook kobalt, mangaan en nikkel nodig. Het winningsproces van die materialen is veel moeilijker dan dat van natrium en zwavel (zie afb. rechts) en tevens meer belastend voor het milieu. Bovendien zijn de prijzen van die grondstoffen hard gestegen. Naarmate de vraag naar elektrische auto's verder toeneemt, wordt zelfs verwacht dat er de komende decennia grote tekorten zullen ontstaan.
Door batterijen te ontwikkelen die gebruikmaken van goedkopere materialen, kunnen twee vliegen in één klap worden geslagen. Dit soort nieuwe batterijen kan ook de autoriteitspositie van China aantasten.
Het land verwerkt op dit moment het grootste deel van de materialen die nodig zijn voor lithium-ion batterijen. Ook kunnen natrium-zwavelbatterijen dus een stuk goedkoper zijn. Volgens verwachting zullen dergelijke batterijcellen zelfs twee derde minder kosten dan hun op lithium gebaseerde tegenhanger. Als energie-economen vogt ons bureau deze ontwikkelingen op de voet en zullen niet aarzelen om zodra de mogelijkheid zich voordoet dergelijke batterijen te introduceren
