Tesla Model S

Elektrische auto van de toekomst binnen een paar tellen opgeladen

Met de luxe Model S heeft het Amerikaanse Tesla de elektrische auto uit zijn 100-jarige winterslaap gehaald en de accutechnologie tot het uiterste benut. Nu moeten de accu's vervangen worden door supercondensatoren, die in een wip opgeladen zijn.

10 september 2014 door Carsten Nymann

De Tesla Model S ziet er hypermodern uit, maar de gebruikte basistechniek is ouder dan die van de benzineauto.

De eerste elektrische auto's werden al eind 19e eeuw ontwikkeld nadat de Fransman Gaston Planté de oplaadbare accu had uitgevonden.

Tesla gebruikt alleen geen accu's met lood, zoals Planté, maar moderne lithiumionaccu's. Desondanks heeft een Tesla van ruim 130.000 euro nog steeds een bereik van maar 500 kilometer en duurt het uren om hem op te laden.

De elektrische auto van de toekomst zal dan ook niet uitgerust zijn met accu's, maar met zogeheten supercondensatoren, die in een paar tellen op te laden zijn.

Nanotechnologie is de toekomst van de elektrische auto

Het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de VS werkt aan de ontwikkeling van een supercondensator die binnen een paar seconden opgeladen is en tien keer zo veel energie opslaat als een lithiumionaccu.

Een lithiumaccu maakt gebruik van chemische reacties om energie op te slaan, terwijl een condensator de energie opslaat en afstaat met behulp van elektromagnetisme.

De energiedichtheid – het aantal kilometer per kilo 'accu' – ligt al veel lager dan bij de huidige accu's, maar het MIT wil de techniek ultracompact maken met nanotechnologie.

Als het daarin slaagt, kunnen elektrische auto's met één keer opladen duizenden kilometers rijden en zullen ze benzineauto's voor eens en voor altijd voorbijstreven.

Twee grote uitdagingen

Voordat de supercondensator beschikbaar is, wil Tesla onder leiding van de charismatische Elon Musk de traditionele elektrische auto doorontwikkelen door met 'open source'-techniek te werken, die vrij toegankelijk is.

De ingenieurs moeten twee grote problemen oplossen. De laadtijd, 5 tot 10 uur voor een volledige laadbeurt, moet omlaag, en de levensduur van de accu's, 8 tot 10 jaar, moet omhoog.

Snelladers maken accu kapot

Beide hebben te maken met het verschijnsel dat het lithium zich na verloop van tijd afzet op de elektroden. Op een bepaald moment hoopt zich zo veel op dat de twee elektroden contact maken, wat funest is voor de accu.

Hoe hoger de spanning die op de accu staat, des te sneller dit proces verloopt. De ingenieurs kunnen misschien best een krachtige lader bouwen die een accu in tien minuten oplaadt, maar die zal dat niet overleven.

Amerikaanse onderzoekers werken aan een oplossing voor dit probleem, onder meer door een legering aan te brengen op de elektroden die afzettingen van lithium voorkomt.

Lithiumionaccu

Bij een lithiumionaccu bewegen lithiumionen (elektrisch geladen atomen van het element lithium) tijdens het gebruik van een negatieve naar een positieve elektrode. Bij het laden keert een externe stroombron dit proces om en stromen de elektronen terug naar de negatieve elektrode, waar ze zich op moleculair niveau binden.

Bekijk ook ...

ONTVANG DE NIEUWSBRIEF VAN WETENSCHAP IN BEELD

Je ontvangt je gratis special, Onze extreme hersenen, als download zodra je je hebt aangemeld voor onze nieuwsbrief.

Ook gelezen

Niet gevonden wat je zocht? Zoek hier: