De Zuurstofionbatterij
Ideaal voor opslag van wind- en zonne-energie
Onderzoekers van TU Wien hebben een zuurstofionbatterij ontwikkeld, die verschillende voordelen biedt ten opzichte van de lithiumionbatterij: de productie vereist geen grote hoeveelheden zeldzame materialen, het gebruikte keramische materiaal is ontbrandbaar, en de batterij heeft een extreem lange levendsduur.
Keramische materialen als nieuwe oplossing
Keramische materialen doen reeds dienst in brandstofcellen. TU Wien onderzocht of ze ook zouden kunnen dienen in een batterij. De bestudeerde keramische materialen kunnen dubbel negatief geladen zuurstofionen absorberen en afgeven. Bij een elektrische spanning migreren de zuurstofionen van het ene keramische materiaal naar het andere, waarna ze weer terug kunnen migreren en zo elektrische stroom opwekken.
Onbrandbaar en duurzamer
Het basisprincipe lijkt op dat van de lithiumionbatterij maar het gebruik van keramiek heeft belangrijke voordelen. Het is onbrandbaar, wat het risico op brand praktisch uitsluit.
Bovendien vereist de productie ervan geen zeldzame elementen – die duur zijn en/of alleen op een milieuonvriendelijke manier te winnen zijn. Het prototype gebruikt het minder courante element lanthaan, maar men zoekt al naar een goedkopere vervanger. Kobalt en nikkel krijgen in elk geval geen plaats in de nieuwe batterij.
Een lange levensduur
Het voornaamste voordeel van de nieuwe batterijtechnologie is de potentiële levensduur.
In heel wat batterijtypes speelt het probleem dat er steeds meer ladingsdragers niet meer kunnen bewegen en dus geen elektriciteit meer kunnen opwekken. De batterijcapaciteit neemt daarmee af.
Bij de zuurstofionbatterij is echter regeneratie mogelijk. Bij een eventueel zuurstofverlies ten gevolge van nevenreacties is dit verlies gewoon te compenseren met zuurstof uit de omgevingslucht.
Ideaal voor tijdelijke energieopslag
De zuurstofionbatterij biedt onvoldoende energiedichtheid om bruikbaar te zijn in smartphones of elektrische auto’s (ca. een derde van de energiedichtheid van lithiumionbatterijen) en ze werkt bij temperaturen tussen 200 en 400 °C.
De technologie is echter uiterst interessant voor energieopslag. Bijvoorbeeld als een grote energieopslagunit voor de tijdelijke opslag van zonne- of windenergie.
Bij plaatsing van een grote hoeveelheid energieopslagmodules spelen de lagere energiedichtheid en de hogere bedrijfstemperatuur van de zuurstofionbatterij geen doorslaggevende rol.
Bron: Innovation Origins