Overal ter wereld zal degene overwinnen die de bijna magische formule klaart voor een batterij die weinig kost, snel oplaadt, een eersteklas energiedichtheid heeft en gemaakt is van vlot verkrijgbare componenten. Een flinke puzzel! Daarom wordt in alle richtingen onderzoek gedaan in de laboratoria van merken, universiteiten en apparatuurfabrikanten.
Elektrische autobatterijen worden traditioneel gemaakt van lithium, kobalt of mangaan, met plannen om binnenkort ook natriumbatterijen te introduceren. Maar er komen nog veel meer materialen aan te pas, zoals grafiet - een cruciaal onderdeel van de anode, waar de stroom wordt geabsorbeerd. Wat weinig mensen weten: voor een lithium-ionbatterij is twintig tot dertig keer meer grafiet nodig dan lithium. Dit komt door de unieke eigenschappen van grafiet, die zorgen voor een vrije beweging van elektronen en zo een uitstekende geleiding mogelijk maken.
Opnieuw China
Momenteel is grafiet is een essentieel - en kostbaar - materiaal voor de productie van elektrische autobatterijen. Het grootste probleem? De wereld is volledig afhankelijk van China als leverancier, wat de bevoorradingsbronnen beperkt en de toeleveringsketen onder grote druk zet.
Advertentie – lees hieronder verder
Hier komen de Amerikaanse onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in beeld. Zij ontdekten hoe grafiet kan worden vervangen door … getransformeerde steenkool. Dit goedkope en overvloedig beschikbare materiaal is wereldwijd beter verdeeld dan grafiet. Chemici zullen het alvast niet verrassend vinden, want zowel grafiet als steenkool hebben een hoog koolstofgehalte. Maar de echte doorbraak zit in het nieuwe zuiveringsproces dat alle onzuiverheden uit steenkool verwijdert, waardoor het dezelfde eigenschappen krijgt als grafiet en kan worden gebruikt als anodemateriaal.
De juiste formule?
Deze ontdekking is veelbelovend, omdat het de afhankelijkheid van zowel natuurlijk als synthetisch grafiet kan doorbreken. Synthetisch grafiet is duur en tijdrovend om te produceren, omdat het extreem hoge temperaturen vereist — met een flinke CO2-uitstoot als gevolg. De onderzoekers zijn overtuigd van hun doorbraak en noemen grafiet uit steenkool zelfs “de meest milieuvriendelijke optie”.
Maar dat is nog niet alles. Het zuiveringsproces werkt niet alleen met nieuw gewonnen steenkool, maar ook met afval, zoals as en residuen van mijnbouw. Dit biedt een enorme kans, want alleen in de VS ligt zo’n 100 miljoen ton van dit afval ongebruikt. Volgens schattingen kan het hergebruik van dit afval tot 30% van de grafietbehoefte voor batterijen dekken tegen ... 2050!
Het proces heeft nog meer potentie, want de onderzoekers stellen dat het ook toepasbaar is op biomassa. Maar laten we niet te ver vooruitlopen. Alleen al met steenkool kunnen we de afhankelijkheid van China verminderen en dat is in de huidige geopolitieke context zeker geen overbodige luxe.
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
