17 feb. 1999
2 minuten
Onderzoek in opdracht van Nasa kan leiden tot het creëren van lichtere, sneller oplaadbare batterijen die geschikt zijn voor het aandrijven van een ruimtepak of zelfs een Marsrover.
Universitair docent Podila aan de Clemson University zegt dat de revolutionaire nieuwe batterijen binnenkort in Amerikaanse satellieten kunnen worden gebruikt. "De meeste satellieten halen hun energie voornamelijk uit de zon. Maar de satellieten moeten energie kunnen opslaan voor als ze in de schaduw van de aarde staan. We moeten de batterijen zo licht mogelijk maken, want hoe meer de satelliet weegt, hoe meer zijn missie kost."
Het Clemson-team heeft grafietanode in een lithium-ionbatterij vervangen door silicium. Dat kan meer lading bevatten, zodat meer energie kan worden opgeslagen in lichtere cellen. Silicium valt echter uiteen in kleinere stukjes tijdens het (ont)laden. De oplossing die het team bedacht, omvat het gebruik van nano siliciumdeeltjes, die de stabiliteit verhogen en een langere levensduur bieden. De nieuwe batterijen gebruiken lagen van een materiaal uit koolstof nanobuisjes genaamd Buckypaper, met de silicium nanodeeltjes ertussen. "Zelfs als de siliciumdeeltjes breken, zitten ze dan nog steeds gevangen in de sandwich", zegt Podila.
"De vrijstaande vellen koolstofnanobuisjes houden de siliciumnanodeeltjes elektrisch met elkaar verbonden", zegt eerste auteur Shailendra Chiluwal. "Deze nanobuisjes vormen een quasi-driedimensionale structuur, houden siliciumnanodeeltjes zelfs na 500 cycli bij elkaar en verminderen de elektrische weerstand die ontstaat door het breken van nanodeeltjes."
Het gebruik van batterijen van silicium en andere nanomaterialen verhoogt niet alleen de capaciteit, maar maakt het ook mogelijk om batterijen met een hogere stroomsterkte op te laden, wat zich vertaalt in snellere oplaadtijden.
"Silicium als anode in een lithium-ionbatterij vertegenwoordigt de ‘heilige graal’ voor onderzoekers op dit gebied", aldus hoofdonderzoeker Rao. Hij zei ook dat de nieuwe batterijen binnenkort hun weg zullen vinden in elektrische voertuigen.
Het team zoekt nu naar industriële partners om de laboratoriumtechnologie naar de markt te vertalen.
Anderen lazen ook
