Hoe hebben wetenschappers het bereik van elektrische voertuigen vervijfvoudigd?

Een team van wetenschappers van de Universiteit van Michigan (UoM) heeft een batterijdoorbraak bereikt die enorme gevolgen kan hebben voor de toekomst van elektrische voertuigen.

Lithium-ion (het heden) versus lithium-zwavel (de toekomst)

Momenteel worden elektrische voertuigen aangedreven door lithium-ionbatterijen. Dit soort batterijen wordt commercieel gebruikt in vrijwel elk elektrisch huishoudelijk object dat niet 24/7 op het lichtnet hoeft te worden aangesloten. Ze zijn stabiel, betrouwbaar en hebben een voorspelbare levensduur (hoe vaak ze kunnen worden opgeladen en ontladen). Hun energiedichtheid is echter niet geweldig in vergelijking met zijn lithium-zwavel-tegenhanger.

De lithium-zwavelbatterij is bijna het omgekeerde van een conventionele batterij. Ze hebben momenteel instabiliteitsproblemen vanwege de manier waarop hun kathoden vervormen tijdens het laadproces - ze veranderen in grootte met 78% elke cyclus. Deze fout verhoogt de algehele degradatie van de batterij enorm. Een elektrisch voertuig met lithium-zwavelbatterijen zou – althans in hun huidige staat – slechts ongeveer 10 keer worden opgeladen voordat ze allemaal moesten worden vervangen.

Ze hebben echter een enorme hoeveelheid lading. Tot vijf keer meer. De introductie ervan op commerciële schaal zou een enorme impact hebben op elektrische voertuigen en de term 'bereikangst' tot een overblijfsel uit het verleden maken.

Kogelvrije batterij

Het team van UoM heeft gerecycled Kevlar tot een netwerk van nanovezels geweven, waardoor veel van de bovengenoemde problemen met lithium-zwavelbatterijen zijn verholpen. Onderzoek heeft zich ook gericht op de mogelijkheid van een flexibele kathode, een kathode die is ontworpen om te vervormen als de batterij oplaadt.

De focus van wetenschappers ligt nu op het verfijnen en onderzoeken van manieren om de batterij te stabiliseren en de aanschafkosten te verlagen. Dit laatste zou gemakkelijker te bereiken moeten zijn dan met lithium-ion, aangezien de materialen die nodig zijn voor lithium-zwavel overvloediger zijn en minder schadelijk voor het milieu om te verwerven.

Als dit wordt bereikt, resulteert dit in een lithium-zwavelbatterij met een levensduur van 1000 oplaadcycli . Met elke cyclus kan een elektrisch voertuig ongelooflijk veel kilometers afleggen voordat het moet worden opgeladen, en het is beter voor het milieu. Schrijf ons in.