De pioniers van lithium-ion pakten de Nobel. Nu hebben we de volgende batterijdoorbraak nodig.

Categorie: Klimaatverandering Geplaatst 09 okt

Naarmate de chemie vordert, kunnen maar weinigen de impact van de lithium-ionbatterij evenaren.

De lichte, compacte batterijen voeden een groot deel van de moderne wereld, inclusief onze smartphones, laptops en elektrische voertuigen en, in toenemende mate, het elektriciteitssysteem. Op woensdag wonnen drie wetenschappers die een belangrijke rol speelden bij de ontwikkeling van de technologie de Nobelprijs voor scheikunde, waarmee ze de prijs van meer dan $ 900.000 verdeelden.

Achtergrond: Om echt energierijke batterijen te maken die goed werken in draagbare producten, heb je een licht en zeer reactief materiaal nodig. Lithium past goed bij de rekening: het is het lichtste vaste element en geeft gemakkelijk zijn elektronen af, de negatief geladen deeltjes die een elektrische stroom creëren terwijl ze tussen de elektroden van een batterij stromen, uitgelegd de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen.

De details: Het Nobelcomité kende de prijs toe aan Stanley Whittingham van Binghamton University, die begin jaren zeventig de eerste functionele lithiumbatterij ontwikkelde; John Goodenough van de Universiteit van Texas in Austin, die het potentieel van de batterij in 1980 verdubbelde; en Akira Yoshino van Meijo University, die in 1985 hielp om de brandgevoelige batterijen veiliger te maken door over te schakelen van pure lithium naar lithiumionen, die een nettolading dragen dankzij ontbrekende of extra elektronen.

Verbeterde veiligheid was de sleutel om van de batterijen een commercieel product te maken. Sony en Asahi Kasei produceerden de batterijen voor het eerst in 1991. Ze vonden al snel hun weg naar camcorders, computers, mp3-spelers, mobiele telefoons en meer. De prijs en prestaties van de batterijen zijn blijven verbeteren naarmate de vraag en de productie snel toenamen, waardoor de verwachtingen van de academische wereld en de industrie consequent werden overtroffen.

Maar … Er zijn nog steeds grenzen aan wat lithium-ionbatterijen kunnen doen en aanhoudende problemen met de veiligheid. Hun kosten moeten nog verder dalen om het prijsverschil tussen elektrische voertuigen en voertuigen op gas te verkleinen, en ze zijn nog steeds niet licht of krachtig genoeg om de meeste vrachtwagen-, scheepvaart- en luchtvaartindustrieën te elektrificeren. Ten slotte zeggen de meeste batterij-experts dat we een heel andere chemische samenstelling nodig zullen hebben voor energieopslag, die goedkoop en lang genoeg zal zijn om de fluctuaties in zonne- en windenergie op te vangen wanneer ze het elektriciteitsnet gaan domineren.