Pagina 25 van: Aandrijftechniek – nummer 2 – 2019
25
Assistent-hoogleraar Mark Huijben van de Universiteit Twente:
zeker tot 2025 blijft de huidige lithiumbatterij de belangrijkste
(FOTO: FRANC COENEN)
>
E
igenlijk is de boodschap die professor Mark
Huijben voor de deelnemers aan de Battery
Day van Vereniging Doet en AutomotiveNL had
helder: zeker tot 2025 blijft de lithiumbatterij de
belangrijkste, naast lood en nikkel gebaseerde
systemen. Verwacht daar dus geen grote doorbraak. De
laadcapaciteit van dit type batterij per kilogram wordt wel
groter. Tegen 2022 zal deze 280 Wh per kilogram bedragen.
En dat ontwikkelt zich verder richting de 350 Wh voor
toekomstige NMC-batterijen, waarbij NMC staat voor nikkel,
mangaan en cadmium, het tweede materiaal naast lithium.
Een van de pistes die de onderzoekers namelijk verkennen,
is het vervangen van kobalt door bijvoorbeeld nikkel en
mangaan. “Die materialen hebben een iets betere capaciteit
maar zijn vooral veel goedkoper,” aldus Huijben, assistent-
hoogleraar nanomaterialen voor energieconversie en -opslag
aan de Universiteit Twente.
Bovendien is de milieubelasting van de winning van kobalt
groot. En gebeurt dit in weinig stabiele landen. Er zijn echter
goede redenen waarom de batterijproducenten nog huiverig
zijn om kobalt te vervangen. Door het kobaltpercentage in
een lithiumbatterij te verminderen, zakt de stabiliteit. Nissan
is een van de producenten die de NMC-combinatie gebruikt.
Tesla gebruikt een andere combinatie: nikkel, kobalt en alu-
miniumoxide. Elk materiaal heeft plussen en minnen, maar
op telkens andere eigenschappen. “Je ziet dus verbeteringen
aan de ene kant die worden tegengewerkt door negatieve
effecten aan de andere kant,” zo zei de Twentse hoogleraar
het op het seminar over batterijtechnologie voor voertuigen.
Daar ligt de uitdaging voor de onderzoekers. Elke technologie
waaraan gewerkt wordt, dekt een bepaald gebied af. De ene
keer meer energiedichtheid, de andere keer meer vermogen.
De automobielindustrie wil het liefst alles. “Los je dat op, dan
ben je in business.”
Nieuwe batterijconcepten
Op lange termijn ziet Huijben wel nieuwe batterijconcep-
ten komen. Lang is in dit geval pas na 2025 en later. Een van de
nieuwe technieken waar wereldwijd onderzoekers mee bezig
zijn, is lithium met sulfide en lithium met lucht. Technisch
zijn deze nu nog niet maakbaar op grote schaal. Of lithium
met natrium, een veel goedkoper materiaal. “Maar dit is heel
nieuwe technologie, niet voor de komende jaren.” Dat geldt
eveneens voor het vervangen van de vloeistof in een batterij
door een vaste stof. Als dat lukt, kun je de batterijen veel
compacter gaan bouwen omdat de verpakking dunner wordt
en je meer ruimte krijgt voor de energieopslag. Dit zou ook
heel andere productietechnieken mogelijk maken.
Lithium lucht is weer een andere combinatie. Dit zou echt
een doorbraak kunnen zijn, omdat de capaciteit van zo’n bat-
terij een factor 20 hoger is dan de huidige generatie. “Maar
dit onderzoek is echt nog pas fundamenteel,” waarschuwt de
hoogleraar. Hij verwacht dat we eerst naar advanced lithium
batterijen gaan; na 2025 zullen dan de lithium air en lithium
sulfur batterijtechniek zover zijn dat het technisch haalbaar
wordt. De batterij met de hoogste verwachte capaciteit heeft
momenteel het laagste TRL-niveau (Technology Readiness
Level).
Toch is Huijben beslist niet pessimistisch. “Er zijn veel
mogelijkheden met materialen die nog niet bekend zijn.” Zijn
Na 2025 doorbraak
batterijtechnologie
||| VERVOLG BATTERIJTECHNOLOGIE
Dit artikel is deel 2 van het verslag van de Battery Day
in Helmond. In Aandrijftechniek #1 gingen we in op de
populariteit van batterijtechnologie en de kansen voor de
Nederlandse industrie.
BMW gebruikt voor
koeling van de batterij
van de i3 een op airco
gebaseerd systeem
(FOTO: BMW)
24-25-26-27_batterijtechnologie.indd 25 11-03-19 16:39