Glas zou een grote doorbraak kunnen betekenen in de wereld van de accu’s. Amerikaanse onderzoekers, onder wie de uitvinder van de lithium-ion-accu, presenteren een nieuw type accu met een elektrolyt van glas. De voordelen: sneller opladen, goedkope materialen en geen risico op ontploffen.

Toen hoogleraar John Goodenough van de University of Texas, Austin, in de jaren tachtig van de vorige eeuw samen met collega’s de lithium-ion-accu uitvond, nam eigenlijk niemand hem serieus. En kijk nu eens: we lopen massaal rond met telefoons en tablets op basis van juist dit type accu en de beste elektrische auto’s halen er een bereik mee van meer dan 300 km.

Reden genoeg dus om de nieuwste vinding van Goodenough – 94 jaar oud, met emeritaat maar nog steeds aan het werk als onderzoeker (zie de foto hierboven) – serieus te nemen. Samen met collega dr. Maria Helena Braga uit Porto, Portugal beschrijft hij in het vakblad Energy & Environmental Science een geheel nieuw type accu.

Het grootste verschil met de bestaande accu’s is dat de elektrolyt hierin van vaste stof is. Glas, om precies te zijn. Dit glas heeft toevoegingen in zich van lithium of natrium, twee metalen die vaak uitwisselbaar zijn. Dat geeft het glas een hoge permittiviteit, waardoor de nieuwe accu meer energie kan opslaan in het elektrische veld. ‘In die zin gedraagt de accu zich meer als een snelle supercondensator dan als een batterij', zegt Braga tegenover IEEE Spectrum.
 

Kortsluiting en brand

Bestaande lithium-ion-accu’s werken juist met een vloeibare elektrolyt, waardoor te snel opladen kan leiden tot kortsluiting en brand, of zelfs explosies (lees: ‘Samsung meldt oorzaak brandende telefoons’). Die problemen heeft de glas-accu niet. Ook heeft hij een langere levensduur dan bestaande batterijen (in tests werd een accu 1200 keer opgeladen en ontladen), kan hij tot drie keer zoveel energie opslaan en kan hij zowel sneller ontladen als opladen.
 

Makkelijker metaal

Ook de prijs ziet er gunstig uit. Dankzij het glas kan het nu veelal gebruikte lithium worden vervangen door het goedkope natrium. Dat metaal is veel gemakkelijker te winnen dan lithium; namelijk gewoon uit zeewater. Lithium komt uit mijnen in landen waar het niet altijd goed gaat met de arbeidsomstandigheden.

‘Al deze factoren zijn van belang voor de brede doorbraak van elektrische auto’s. Wij geloven dat onze ontdekking veel problemen van bestaande accu’s kan oplossen’, aldus Goodenough in een persbericht van zijn universiteit.
 


Het ladingtransport in het prototype van de accu wordt verzorgd door lithium- of natriumdeeltjes die door het glas kunnen reizen, zoals is te zien in de figuur hierboven. Meer details zijn te vinden in het artikel.


Beeldmateriaal Braga et al., Energy & Environmental Science, 2016.