Uw profiel is aangemaakt

U heeft een e-mail ontvangen met een activatielink. Vergeet niet binnen 24 uur uw profiel te activeren. Veel leesplezier!

Micro-batterij voor 'mega'-opslag dankzij grafeen

Home

Vincent Dekker

Krijgt een volgende generatie panelen aan de achterkant een ingebouwde batterij? © Vincent Dekker
Weblog

Een batterij of accu die in seconden weer is opgeladen in plaats van in vele uren. En die heel klein is en toch een grote capaciteit heeft. Grafeen, de haarlemmerolie van de nieuwe technologie, lijkt het wonder mogelijk te maken.

Onderzoekers van de Vanderbilt University in de Verenigde Staten kwamen de nieuwe batterij-ontwikkelingen op het spoor toen ze wat ideeën over silicium-batterijen aan het testen waren. Silicium is een grondstof voor onder meer computerchips en zonnecellen. Het zou natuurlijk mooi zijn als je die en andere elektronische apparaten kunt voorzien van een eigen batterij.
Met silicium worden condensatoren gemaakt. Dat zijn onderdelen die een beetje spanning kunnen vasthouden: een paar elektronen te veel of te weinig in hun structuur (excuses voor mijn populistische omschrijving hiervan, ik ben geen natuurkundige...).

Er wordt al een tijdje gewerkt aan supercondensatoren die veel energie kunnen opslaan. Die slaan hun elektrische lading op in de oppervlakte van poreus materiaal. Maar de huidige supercondensatoren zijn groot en zwaar en halen nog niet de energiedichtheid van lithium-ion batterijen.

Beschermlaagje
Daar dacht onderzoeksleider Cary Pint met zijn team wat op gevonden te hebben door poreus silicium te gaan gebruiken. Dat werd in eerste instantie niks: het silicium werd te snel aangetast door de andere stoffen die voor het proces nodig zijn. Daarop besloot Pint zijn silicium een beschermlaagje te geven van grafeen. En zie: het silicium bleef niet alleen intact, het kon plotseling nog veel meer lading vasthouden.

Traditionele batterijen en accu's werken op basis van een chemisch proces. Bij het opladen wordt dit proces omgekeerd, en dat vergt veel tijd, al gauw vele uren. Ook gaat de capaciteit geleidelijk aan achteruit. Met een paar duizend keer herladen heb je het wel gehad. De batterijen van silicium en grafeen worden in enkele seconden of minuten herladen. En dat kan een paar miljoen keer. En het silicium dat je nodig hebt, is vaak 'gratis' voorhanden: de achterkant van een zonnecel of chip bijvoorbeeld.

Zonnepaneel met batterij
Daarmee komen tal van toepassingen in zicht. Als je bijvoorbeeld zonnecellen voorziet van een eigen silicium minibatterij, dan kunnen je zonnepanelen elke dag rond het middaguur de overtollige stroom opslaan om die later op de dag af te geven.
Elektronische apparaten, zoals mobieltjes, kunnen kleiner en lichter worden (want geen aparte batterij nodig) en houden het weken vol op een lading van een paar seconden. Je kunt ook veel grotere schermen aan zo'n mobieltje koppelen en daar dan een dag naar kijken. En beeldschermen krijgen misschien wel een eigen ingebouwde batterij. Als Pint en de zijnen hun idee verder vervolmaken, komen er ongetwijfeld ontelbare apparaten met hun batterijen.

Deel dit artikel