Nieuwe natrium-zwavel accu kan zonder lithium

In Australië heeft een team wetenschappers van de universiteit van Sydney een nieuw type tractiebatterij ontwikkeld die vier keer meer capaciteit heeft dan Lithium-Ion, en die zelfs geen lithium meer nodig heeft. De accu zou bovendien relatief goedkoop te produceren zijn mede omdat voor de productie veel minder energie benodigd is.

In deze accu speelt gesmolten zout (natrium) dat gewoon uit zeewater kan worden gehaald een rol. De werking steunt op chemische reacties tussen een zwavelkathode en een natriumanode om de elektrische energie op te slaan en te gebruiken. Zwavel (€ 0,20 / kg) neemt hierbij de functie over van “probleem”-metalen als kobalt, nikkel en mangaan (€ 20 / kg), die nu nog in lithium-ionbatterijen worden toegepast. Volgens de ontwikkelaars heeft de natrium-batterij de potentie om bouwkosten van een tractiebatterij flink te reduceren, terwijl er meer energie in kan worden opgeslagen dan in een vergelijkbare Lithium-Ion accu.Bij een lithium-ionbatterij gaat het om 250 tot 350 wattuur per kilo. Om een vergelijk te maken: Momenteel is 100kWh de grootste li-on capaciteit die in personenwagens wordt gebruikt. De Tesla-accu van de S en X 100D weegt inclusief behuizing en techniek zo’n 600kg. Met zwavel wordt dat 1.000 wattuur, 1 kilowattuur, per kilo.

De combinatie van natrium en zwavel is op zich al 50 jaar oud, maar bleek onpraktisch vanwege de lage energie-capaciteit en door problemen met de levensduur bij doorlopende laad en ontlaadcycli als gevolg van niet volledig verlopende reacties. Met behulp van een betrekkelijk eenvoudig pyrolyse-proces en koolstof-gebaseerde elektrodes konden veel effectievere reacties tussen natrium en zwavel worden gerealiseerd en een langere batterij-levensduur bij kamertemperatuur. Daarmee lijkt er nu een oplossing te zijn gevonden voor de tot nu toe snelle degeneratie van de zgn. separator. De marktintroductie laat misschien nog een paar jaar op zich wachten, maar de technologie ervoor heeft men nu wel, althans op laboratoriumschaal onder de knie. Het feit dat een opslagvermogen van 1 Kwh per kilo een dergelijke batterij ok geschikt maakt voor de luchtvaart, zal de doorontwikkeling ongetwijfeld een sterke impuls geven.