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

Waarom zilverclusters licht uitstralen (video)

Waarom zilverclusters licht uitstralen (video)

Clusters van zilveratomen die gevangen zitten in zeolieten, een poreus materiaal met kleine kanalen en holtes, hebben opmerkelijke lichtgevende eigenschappen. Ze kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden voor efficiëntere…

Rijk investeerde 151 miljoen euro in energieonderzoek

Rijk investeerde 151 miljoen euro in energieonderzoek

In 2017 investeerde de rijksoverheid 151 miljoen euro in energieonderzoek. Kennisinstituten en bedrijven kregen meer geld voor investeringen in energieonderzoek dan het jaar daarvoor.

Duitse architect ontwerpt kam om oceaan plasticvrij te maken

Duitse architect ontwerpt kam om oceaan plasticvrij te maken (video)

Pacific Garbage Screening (PGS) is een nieuwe oplossing om uiteindelijk tot schone oceanen te komen. De techniek functioneert zonder netten maar op basis van passieve sedimentatie (bezinking). Het zeeleven wordt niet…

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
Nieuw IoT bord met software en TFT

Het nieuwe Arrow Aris Edge S3 bord maakt de ontwikkeling van batterijgevoede IoT-applicaties met een klein TFT-scherm...

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

27 augustus 2018, Amsterdam

EMC Europe

Internationaal symposium over EMC.

3 september 2018, Breda

Introductie NEN Veiligheidsladder®

Wilt u de veiligheid op de werkvloer vergroten? De NEN Veiligheidsladder® is een certificeerbare norm om...

4 september 2018, Breda

Performance Level & SISTEMA 2.0

Deze training begint bij de basis: de Machinerichtlijn en de link (via risicobeoordeling) naar...

Meer agendapunten »