Algemeen

Batterijen van magnesium-zwavel nu mogelijk

Opname met een elektronenmicroscoop van het compositiemateriaal van de kathode (afbeelding: HIU)

Het door het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) opgerichte Helmholtz-Institut Ulm (HIU) houdt zich bezig met het onderzoek naar batterijen voor de komende generaties: een team heeft nu een elektrolyt ontwikkeld, die het mogelijk maakt om batterijcellen te bouwen met magnesium en zwavel. Met magnesium kan een grotere capaciteit worden bereikt dan met lithium. Bovendien komt magnesium vaak voor in de natuur, is niet giftig en reageert niet met lucht. De onderzoeksgroep presenteert het nieuwe elektrolyt in het tijdschrift ‘Advanced Energy Materials’.

In veel elektrische apparaten wordt momenteel gebruik gemaakt van lithium-ion batterijen en metaal hydride batterijen voor de voeding. Wereldwijd zoeken wetenschappers naar alternatieven voor deze gevestigde batterijsystemen, teneinde de toekomstige apparatuur veilig, goedkoop, duurzaam en krachtig te maken. Het doel is, om lithium te vervangen door andere elementen. Maar het is noodzakelijk om dan alle componenten van de batterij nieuw te ontwikkelen en begrip te krijgen van de elektrochemische processen.

Magnesium-zwavel beter en niet giftig

Batterijcellen gebaseerd op magnesium gelden momenteel als een mogelijkheid om lithium in batterijen te vervangen. Met magnesium kan in principe een hogere capaciteit worden bereikt dan met lithium. Andere voordelen van magnesium zijn het vaker voorkomen in de natuur, het is niet giftig en ontleedt niet in de lucht zoals lithium. De vooruitgang op dit gebied was tot nog toe gering. Het ontbrak vooral aan de geschikte elektrolyten voor magnesium, waarmee batterijen met een hogere capaciteit en vermogen kunnen worden gebouwd.

Een onderzoeksgroep rond prof. Maximilian Fichtner en dr. Zhirong Zhao-Karger kon nu bij het HIU voor het eerst een nieuw kansrijk elektrolyt presenteren, dat de ontwikkeling van volledig nieuwe generaties van batterijen mogelijk zou kunnen maken. Het nieuwe elektrolyt blinkt uit door een hele serie veelbelovende eigenschappen. Het bezit een tot nu toe niet gehaalde elektrochemische stabiliteit en een zeer hoog rendement. Het is bovendien mogelijk om het elektrolyt te gebruiken met verschillende oplosmiddelen en in hoge concentraties. Het elektrolyt is chemisch compatibel met een zwavelkathode.

Productie eenvoudig

Een ander voordeel is de uitgesproken simpele productie van het elektrolyt. “Er worden twee in de handel verkrijgbare standaard chemicaliën gebruikt, die men toevoegt aan het gewenste oplosmiddel en dan een beetje roert. Dit simpele mengsel kan daarna direct als elektrolyt in de batterij worden gebruikt. Onlangs hebben we ook nog vastgesteld, dat de variant van dit elektrolyt ook stabiel is in omgevingslucht. Daarmee zouden we ook nog de ontwikkeling van een nieuw soort magnesium-lucht batterij kunnen beginnen”, aldus de groepsleider Maximilian Fichtner.

 

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven