Elektrische wagen in 5 minuten opladen is mogelijk

Lithium-ionbatterijen voorzien de energie voor onze gadgets, laptops en zelfs elektrische wagens. Ze kunnen heel wat energie opslaan, maar zijn verre van perfect. In smartphones is de batterij meestal het eerste onderdeel dat het begeeft en ook voor elektrische wagens zijn de huidige batterijen een pijnpunt. Opladen duurt immers erg lang, zelfs met een Tesla-supercharger.

Aan de Nanyang Technology University (NTU) in Japan hadden ze genoeg van de kuren van de huidige batterijtechnologie. De wetenschappers staken hun hoofden bij elkaar en kwamen op de proppen met een nieuwe variant van de lithium-ionbatterij die te mooi klinkt om waar te zijn.

Zonnecrème
Vandaag bestaat de anode (minpool) van de batterij uit grafiet. Dat productieproces zorgt ervoor dat een batterij erop achteruitgaat na 500 herlaadcycli. Dat komt overeen met ongeveer twee à drie jaar normaal gebruik, niet toevallig de levensduur van je smartphonebatterij.

Grafiet wordt al dertig jaar als anode gebruikt, maar de Japanners hebben nu een beter alternatief ontdekt: titaniumdioxide. Die stof is overvloedig aanwezig in de aarde, is erg goedkoop en bovendien veilig en onschadelijk. De stof zit in zonnecrème en zelfs in sommige voedingswaren.

Buisjes
Titaniumdioxide komt natuurlijk voor in een ronde vorm, maar daar hebben de onderzoekers van de NTU niets aan. Voor een batterij hebben ze immers nanobuisjes nodig. Af en toe zit het mee, en vereist hoogtechnologische ontwikkeling geen hoogtechnologisch productieproces. Titaniumdioxide vormt zich tot een gel met nanobuisjes, duizend keer dunner dan een menselijke haar, door het op de juiste temperatuur te mixen met sodium. De gel is zo eenvoudig te maken dat batterijfabrikanten de stap zo in het bestaande productieproces kunnen integreren.

Met de nieuwe anode gaat een lithium-ionbatterij tienduizend cycli mee zodat niet de batterij, maar je elektrische toestel er eerst de brui aan zal geven. Batterijen met een langere levensduur zijn niet alleen beter voor de portemonnee en het milieu, ze hebben nog een ander groot voordeel.

SupersnelGrafiet vereist de toevoeging van additieven om de elektroden aan de anode te binden, titaniumdioxide niet. Resultaat: een veel snellere oplaadtijd. Om een titaniumdioxide lithium-ionbatterij 70 procent op te laden heb je twee minuten nodig. Een elektrische wagen zou genoeg hebben aan vijf minuten, wat even lang is als de tijd die het kost om je auto met benzine te vullen.

Toekomst
Omdat het nieuwe soort batterij eenvoudig en goedkoop te integreren is in bestaande fabrieken zijn de uitvinders optimistisch over de implementatie ervan. Binnen twee jaar zien ze al commerciële toepassingen. Zelfs de uitvinder van de grafiet lithium-ionbatterij is overtuigd: volgens hem gaat het om de volgende grote stap in batterijtechnologie.

Voor onze gadgets zou de nieuwe batterij een serieuze verbetering zijn, maar zeker voor elektrische wagens zijn de voordelen niet te overzien. Supersnelle batterijen die niet of nauwelijks verslijten zijn misschien wel net wat de elektrische auto-industrie nodig heeft om het grote publiek te overtuigen.