Onze relatie met lithium-ionbatterijen is een nogal onstabiele 'liefde-haat'. Dankzij hen zijn mobiele apparaten zeer compact en kunnen ze hoge prestaties leveren, maar hun natuurlijke beperkingen dwingen ons om naar andere oplossingen te zoeken. Een zeer interessante technologie is de combinatie zink-lucht, maar de batterijen zijn zeer moeilijk op te laden. Dat brengt ons bij de Universiteit van Sydney, waar een groep onderzoekers een reeks nieuwe goedkope katalysatoren heeft ontwikkeld, wat leidt tot goedkope oplaadbare batterijen met minimaal verlies aan efficiëntie.
Waarom lithium-ion niet perfect is
Tenzij je een zwaar alternatief met lagere energiedichtheid wilt meedragen, is de handigste optie om je mobiele apparaten van stroom te voorzien een lithium-ionbatterij. De markt zit vol modellen, ze zijn eenvoudig op te laden, en hun toepassingen zijn zeer talrijk... maar ze hebben niet bepaald een vlekkeloos verleden. In het verleden hebben we de gevolgen van hun explosieve temperament gezien, iets wat Samsung zelf ondervond met het Galaxy Note 7-incident (nu opnieuw uitgebracht als Galaxy Note Fan Edition), en verschillende luchtvaartmaatschappijen hebben het vervoer van lithiumbatterijen verboden of passen beperkingen toe op basis van hun capaciteit. Met andere woorden, er is grote belangstelling in de industrie om een veiligere batterij met betere prestaties te ontwikkelen. Dat is waar de zink-luchttechnologie om de hoek komt kijken.
Zink-luchtbatterijen: veelbelovend maar moeilijk op te laden
Zink-luchtbatterijen zijn niet iets dat pas over twintig jaar verschijnt. Ze zijn zelfs al beschikbaar voor gehoorapparaten en andere persoonlijke accessoires, maar het probleem is dat ze een enorme uitdaging vormen bij het opladen. De enige haalbare opties vereisen tijdens de fabricage extreem dure katalysatoren, op basis van platina en iridiumoxide, maar dat gaat veranderen. Een recent onderzoek gepubliceerd door onderzoekers van de Universiteit van Sydney en de Technologische Universiteit van Nanyang onderzoekt de ontwikkeling van een nieuwe groep bifunctionele elektrokatalysatoren (reductie en generatie van zuurstof) gemaakt van overvloedige elementen zoals ijzer, kobalt en nikkel. De sleutel zit in de precieze controle van hun productie, verdeeld over drie factoren: grootte, samenstelling en kristallisatie.
Veelbelovende resultaten
De laboratoriumtests vertellen ons over batterijen die in totaal 60 laad- en ontlaadcycli hebben ondergaan, elk met een duur van 120 uur. Het efficiëntieverlies bij de batterijen was ongeveer 10 procent. Dat plaatst ze een trede lager dan hun li-ion-zusters, maar de informatie suggereert dat ze tot vijf keer meer energie kunnen opslaan, zonder de bijbehorende risico's. Zijn we klaar voor een batterij die slechts 60 keer kan worden opgeladen en vijf keer langer meegaat? Het hangt ervan af hoe die 120 uur zich vertalen naar het zogenaamde 'echte gebruik', en natuurlijk van de prijs in de schappen.
