EO

Nieuwe materialen kunnen ontwikkeling van aluminium batterijen versnellen

08 mei 2018 om 08:52 uur

Twee nieuwe materialen kunnen de ontwikkeling van aluminium batterijen aanzienlijk versnellen. Het gaat om een corrosie-resistent materiaal voor de geleidende delen van de batterij en een nieuw materiaal voor de positieve pool van batterijen waarvan de eigenschappen kunnen worden aangepast aan een breed scala aan technische vereisten.


De materialen zijn ontwikkeld door wetenschappers van ETH Zurich en Empa; het onderzoeksteam stond onder leiding van hoogleraar Functionele Anorganische Materialen Maksym Kovalenko.

 

Aluminium batterijen bevatten een elektrolyte vloeistof die extreem agressief is en materialen als roestvrij staal en zelfs goud en platinum corrodeert. Wetenschappers zoeken daarom naar corrosie-resistente materialen voor de geleidende delen van deze batterijen. Dit materiaal hebben onderzoekers van ETH Zurich en Empa nu gevonden in titaniumnitride. "Deze samenstelling bestaat uit de breed beschikbare elementen titanium en stikstof en is eenvoudig te produceren", aldus Kovalenko.

 

De wetenschappers zijn erin geslaagd in een laboratorium aluminium batterijen te ontwikkelen waarvan de geleidende onderdelen zijn gemaakt van titaniumnitride. Dit materiaal kan worden geproduceerd als een dun folie, maar ook als een coating voor andere materialen. Kovalenko vermoedt dat het mogelijk is geleiders te produceren van conventioneel metaal en dit materiaal vervolgens te coaten met titaniumnitride. Ook verwacht de hoogleraar titaniumnitride sporen te kunnen printen op plastic. "De potentiële toepassingen van titaniumnitride zijn niet beperkt tot aluminium batterijen. Het materiaal kan ook worden gebruikt voor andere soorten batterijen, bijvoorbeeld in magnesium of sodium gebaseerde varianten of in lithium-ion batterijen met een hoog voltage", legt Kovalenko uit.

 

Polypropeen

Het tweede nieuwe materiaal kan worden gebruikt voor de positieve pool van aluminium batterijen. Waar de negatieve elektrode op dit soort batterijen wordt gemaakt van aluminium, is de positieve elektrode doorgaans gemaakt van grafiet. Kovalenko heeft samen met zijn team een nieuw materiaal gevonden dat wat betreft opslagcapaciteit voor energie een alternatief kan vormen voor grafiet. Het gaat om polypropeen, een waterkoolstof met een polymere moleculaire structuur. "Tussen de moleculaire ketens blijft veel ruimte over. Dit geeft de relatief grote ionen van de elektrolyte vloeistof de mogelijkheid door te dringen en het elektrode materiaal eenvoudig op te laden", aldus de hoogleraar.

 

Een belangrijk voordeel van elektrodes die polypropeen bevatten is dat wetenschappers in staat zijn de eigenschappen van het materiaal, zoals de poreusheid, aan te passen. Dit maakt het mogelijk de eigenschappen van het materiaal af te stemmen op specifieke toepassingen. Het grafiet dat nu wordt gebruikt is een mineraal en kan niet worden aangepast. Aangezien zowel titaniumnitride als polypropeen flexibele materialen zijn, verwachten de onderzoekers dat beide materialen geschikt zijn voor gebruik in zogeheten 'pouch cells'. Dit zijn batterijen die zijn verwerkt in een flexibel folie en dus eenvoudig in allerlei apparaten kunnen worden verwerkt.

 

Meer informatie over de materialen is hier te vinden.

 

Gerelateerd nieuws

Ocean Grazer kan duurzame energie opslaan voor de lange termijn

Ocean Grazer slaat energie uit golven op voor de lange termijn

De universiteit in Groningen en het bedrijf Ocean Grazer werken samen aan de Ocean Grazer: een systeem om energie op zee te oogsten en op te slaan.

Duizenden kinderen ontdekken wetenschap en technologie tijdens Generation Discover festival

Duizenden kinderen ontdekken wetenschap en technologie tijdens Generation Discover festival

Stuiterballen maken, waterstof splitsen, racen met zoutauto’s en de stad van de toekomst bouwen. Dat komen duizenden kinderen de komende dagen doen op het Generation Discover festival op het Malieveld in Den Haag. Het…

Multinationals spelen grote rol in Nederlandse innovatie

Multinationals spelen grote rol in Nederlandse innovatie

Multinationals zijn goed voor maar liefst 41% van de totale Nederlandse uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling (14,1 miljard euro). Ze spenderen daarmee ongeveer veel aan R&D als instellingen in onderwijs en overheid…

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV
B&R Industriële Automatisering BV

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

Product van de maand

RSS
Slim netwerken met Murrelektronik

Met de nieuwe Murrelektronik PROFINET managed switches, wordt het nu heel eenvoudig om te voldoen aan de PROFINET...

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

20 oktober 2018, Eindhoven

Dutch Design Week

Tijdens DDW ontdek je het beste werk en de meest spraakmakende ideeën van mensen die eigenwijs en...

31 oktober 2018, Breda

2-daagse masterclass Process Safety voor Managers

Bij Process Safety gaat het om de veiligheid van het omgaan met gevaarlijke stoffen in procesinstallaties...

31 oktober 2018, Delft

Radarontwerptechniek

Radars vinden, behalve in de militaire en civiele luchtverkeersleiding, steeds vaker toepassing in nieuwe...

Meer agendapunten »