Materialen voor goedkope aluminiumaccu’s

2 mei 2018, 16:46
Materialen voor goedkope aluminiumaccu’s
Materialen voor goedkope aluminiumaccu’s
Wetenschappers van de ETH Zürich en de Empa hebben twee nieuwe materialen geïdentificeerd, die misschien mogelijkheden bieden om vooruitgang te boeken bij de ontwikkeling van aluminiumaccu’s. Het eerste is titaannitride, een corrosiebestendig materiaal voor geleidende onderdelen van de accu; het tweede is polypyreen, een nieuw soort werkstof voor de pluspool van de accu.

Titaannitride

Aluminium is, in tegenstelling tot lithium, niet zeldzaam. Het is gemakkelijk verkrijgbaar en daarom goedkoop. Helaas is voor aluminiumaccu’s een extreem agressief elektrolyt nodig, dat naast roestvrij staal zelfs goud en platina aantast. Daarom wordt intensief gezocht naar corrosiebestendige materialen voor de geleidende onderdelen van zulke accu’s. De nieuwste vondst is Titaannitride, een ceramisch materiaal met voldoende geleidbaarheid. Titaan en stikstof zijn gemakkelijk verkrijgbaar en TiN is bovendien gemakkelijk te maken.

TiN kan gemakkelijk worden geproduceerd als een dunne laag en het is geschikt als afdeklaag op andere materialen zoals polymeerfolie. De mogelijke toepassingen van titaannitride zijn niet beperkt tot aluminiumaccu’s. Ook in magnesium- of natriumcellen en zelfs in lithium-ion-accu’s zou het voordelen kunnen bieden.

Polypyreen

Polypyreen is geschikt voor de positieve elektrode van aluminiumaccu’s. Terwijl de negatieve elektrode logischerwijs uit aluminium bestaat, wordt voor de positieve elektrode gewoonlijk grafiet gebruikt. Polypyreen, een polymeer die bestaat uit polycyclische koolwaterstoffen kan zich wat energieopslag betreft meten met grafiet. Bij experimenten bleken monsters van dit materiaal erg goed te functioneren. Er is veel ruimte tussen de ketens van moleculen. Daardoor kunnen de relatief grote ionen van het elektrolyt het elektrodemateriaal gemakkelijk binnendringen.
Eén van de voordelen van polypyreenhoudende elektroden is dat de poreusheid kan worden beïnvloed. Dat het zo kan worden aangepast aan de toepassing, is een groot voordeel in vergelijking met grafiet.

Zowel titaannitride als polypyreen zijn flexibele materialen, zodat ook de ermee opgebouwde accu’s enigszins flexibel kunnen zijn. Juist omdat de vraag naar energieopslag als buffer tussen vraag en aanbod bij bijvoorbeeld groene energie steeds belangrijker wordt, draait het onderzoek naar goedkope vermogensaccu’s op volle toeren. Toch zal het nog wel enkele jaren duren, voordat dit soort nieuwe accu’s op grote schaal kunnen worden ingezet.

Bron: https://www.admin.ch/gov/de/start/dokumentation/medienmitteilungen.msg-id-70614.html
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items