Een batterij die in tien seconden is opgeladen. Het klinkt te mooi om waar te zijn, maar Amerikaanse ingenieurs hebben het voor elkaar gekregen.
)
Wat gaat in de toekomst de wereld op zijn kop zetten? Kunstmatige intelligentie? Nanotechnologie? De ontdekking van buitenaards leven? Toonaangevende wetenschappers kwamen met de meest uiteenlopende antwoorden toen ze deze vraag onlangs kregen voorgelegd, maar het meest simpele antwoord kwam van natuurkundige John Barrow: een hele goeie batterij. Volgens hem verandert de samenleving ingrijpend als we de beschikking krijgen over een echt goeie batterij.
Geen onlogische gedachte. Veel technologie is de afgelopen jaren mobiel geworden en zou zich nog veel verder kunnen ontwikkelen als er batterijen zouden bestaan die langer meegaan en snel kunnen worden opgeladen. Een betere batterij zou ook de elektrische auto een enorme stimulans kunnen geven. Filosoof Daniel Dennett heeft de batterij zelfs de belangrijkste uitvinding van de afgelopen tweeduizend jaar genoemd.
Barrow en Dennett zullen dan ook blij zijn met prestatie die twee ingenieurs van het MIT hebben geleverd. Die hebben een batterij ontwikkeld die in seconden kan worden opgeladen, in plaats van in uren. Het gaat om een bewerkte lithiumbatterij, die in 10 tot 20 seconden helemaal vol zit, schrijven Byoungwoo Kang en Gerbrand Ceder in Nature.
Highway to Well
Lithiumbatterijen zitten in mobieltjes, iPods en zelfs als accu in elektrische auto's. Ze hebben een zeer grote energiedichtheid. Dat voordeel heeft helaas ook een nadeel: opladen en ontladen duurt erg lang. Wetenschappers hebben lang gedacht dat die traagheid het gevolg was van het feit dat ionen en elektronen niet sneller door de batterij konden bewegen.
Maar een paar jaar geleden bleek dat het probleem ergens anders zat. Ionen kunnen wel degelijk heel snel door lithium bewegen, maar moeten wel eerst in het materiaal zien te komen. Dat kan alleen via tunneltjes aan de oppervlakte. En veel ionen hebben veel tijd nodig om zo’n tunneltje te vinden.
Ceder en Kang besloten daarom de ionen een handje te helpen. Ze ontwikkelden een soort ringweg direct rond de batterij, door het oppervlak van het materiaal te veranderen. Via de ring kunnen de ionen in hoog tempo bewegen, op zoek naar een tunnel. Zodra ze die hebben gevonden, floepen ze er in. De bewerking leidt er ook nog eens toe dat het materiaal beter bestand is tegen het veelvuldig gebruik.
De onderzoekers verwachten dat het nieuwe type batterij binnen twee tot drie jaar op de markt kan komen. ‘De mogelijkheid om batterijen in seconden tijd op te laden en te ontladen kan tot nieuwe innovaties leiden en onze manier van leven veranderen’, verwachten de onderzoekers.
Het lijkt er sterk op dat de belangrijkste uitvinding van de afgelopen tweeduizend jaar een nieuwe fase in gaat. Als we Barrow mogen geloven, verandert de wereld de komende jaren ingrijpend. Maar het zou ook al erg prettig zijn als een mobieltje of iPod straks binnen een minuut is opgeladen.
Bouwe van Straten
Byoungwoo Kang en Gerbrand Ceder, ‘Battery materials for ultrafast charging and discharging’, in Nature, 12 maart 2009.
Bron: noorderlicht
Voeg toe aan:
