De wetenschap is altijd op zoek naar nieuwe manieren om accu’s te maken die sneller opladen, langer meegaan en de stroom beter vasthouden.
Een team van Stanford University zette een grote stap in de goede richting met een nieuwe ontdekking. In het tijdschrift Nature* beschrijven de onderzoekers hoe ze het uitgeputte deel van een lithiumaccu nieuw leven in wisten te blazen, waardoor die wel 30 procent langer meegaat.
Dit kan heel belangrijk worden voor elektische rijders, die kampen met accu’s die na verloop van tijd geen stroom meer willen opslaan.
Accu’s vormen ‘dode’ eilandjes
Een lithiumaccu laadt en ontlaadt doordat lithiumionen voortdurend bewegen van de negatieve elektrode, de anode, naar de positieve elektrode, de kathode.
Naarmate de accu herhaaldelijk oplaadt en ontlaadt, wordt een deel van het lithium chemisch inactief en ontstaan er eilandjes van dood lithium die heen- en terugstromen zonder ooit in direct contact te komen met de elektroden.
Daardoor verliest het materiaal dat normaal stroom opslaat zijn vermogen om een nieuwe lading op te slaan.
Nieuwe superaccu is geladen met zwavel en suiker
Wil de elektrische auto de benzineauto verslaan, dan moeten er betere accu’s komen. En er zijn op dit moment veel doorbraken op dat gebied.
Een daarvan is een geheel nieuw soort accu op basis van lithium en zwavel, die al meer dan 60 jaar in de maak is en nu binnen bereik is.
Volgens de onderzoekers kun je er elektrische auto’s mee maken die wel 2000 kilometer kunnen rijden op één laadbeurt – en het geheime ingrediënt is een snufje suiker.
Stroom duwt lithium terug in circuit
Bij de nieuwe proef zetten de onderzoekers de positieve en negatieve elektrode van een accu onder stroom om te kijken of ze het inactieve lithium weer aan de praat konden krijgen.
Ze vergelijken de ‘passieve’ lithiummassa met een worm die zijn kop uitrekt en zijn staart meetrekt in een pulserende beweging tussen de elektroden – maar zonder ze aan te raken.
De beweging werkt doordat het ene uiteinde van het materiaal uiteenvalt terwijl aan het andere materiaal wordt toegevoegd.
Door extra stroom toe te voegen aan het inactieve lithium konden de onderzoekers het proces zo bijsturen, dat de ‘lithiumworm’ naar beneden kon kruipen en contact kon maken met de anode, en vervolgens weer in de laadcyclus van de accu kon worden opgenomen.
Het herstel van de lithiumeilandjes zou de levensduur van de accu met een derde kunnen verlengen, wat grote gevolgen zou hebben voor de omvang en capaciteit van de accu’s van elektrische auto’s.