Zeewier: net wat uw batterij nodig heeft?

14 juni 2017, 00:00
Carrageenan, gewonnen uit rood zeewier, blijkt lithium/zwavel-batterijen te stabiliseren (foto: Deborah Maxemow/istock).
Carrageenan, gewonnen uit rood zeewier, blijkt lithium/zwavel-batterijen te stabiliseren (foto: Deborah Maxemow/istock).
Lithium/zwavel-batterijen bieden interessante mogelijkheden voor toepassing als goedkope energiebron met grote vermogensdichtheid voor mobiele en stationaire toepassingen. Het voordeel van deze technologie is dat de grondstof (zwavel) vrijwel niets kost en dat de capaciteit om energie op te slaan veel groter is dan van een lithium/ion-batterij. Het grote probleem is echter dat de capaciteit ervan snel afneemt. Onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) hebben echter een onverwachte ontdekking gedaan die daar verandering in kan brengen.
Het team onder leiding van Gao Liu ontdekte dat carrageenan (dat uit zeewier wordt gewonnen) als stabilisator in litium/zwavel-batterijen dienst kan doen. Een een grotere stabiliteit maakt meer laad/ontlaadcycli en een langere levensduur mogelijk.
Oplaadbare lithium/zwavel-batterijen worden momenteel al op beperkte schaal toegepast, maar het ‘fatale’ probleem is dat de zwavel begint op te lossen, wat leidt tot wat het polysulfide shuttling effect wordt genoemd (waarbij polysulfide-ionen tussen de elektroden heen en weer migreren). In een poging een oplossing voor dit probleem te vinden, experimenteerde Liu met een synthetische polymeer als bindmiddel om alle actieve materialen in een cel bij elkaar te houden.
Een bindmiddel kan als een soort lijm worden beschouwd, en normaliter willen batterijfabrikanten een inert bindmiddel (dat dus chemisch inactief is). Het door Liu gebruikte bindmiddel reageert echter onmiddellijk met zwavel, en voorkomt zo dat de zwavel in oplossing kan gaan. Op zoek naar een natuurlijk voorkomend materiaal met dezelfde eigenschappen, kwam het team rond Gao Liu uit bij carrageenan, een verdikkingsmiddel voor onder andere ijs en joghurt dat uit rood zeewier wordt gewonnen – en dat even goed werkt als de synthetische polymeer.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items