Eerste waterstof-ionbatterij is een feit: wat jarenlang 'onmogelijk' leek, werkt nu écht

In dit artikel:

Chinese onderzoekers van het Dalian Institute of Chemical Physics (onderdeel van de Chinese Academie van Wetenschappen), onder leiding van professor Ping Chen, presenteerden recent in Nature het eerste werkende prototype van een oplaadbare waterstof‑ion (hydride‑ion, H⁻) batterij. Waar hydride‑ionen lange tijd theoretisch veelbelovend waren maar praktisch onhaalbaar vanwege gebrek aan een geschikte elektrolyt, ontwikkelde het team een nieuw core‑shell hydride‑elektrolyt: ceriumtrihydride (CeH₃) ingebed in een dunne laag bariumhydride (BaH₂). Die hybride structuur combineert hoge iongeleiding met grotere thermische en chemische stabiliteit.

Het prototype gebruikt een NaAlH₄‑kathode en een CeH₂‑anode. De prestaties zijn opvallend: een initiële specifieke capaciteit van 984 mAh/g bij kamertemperatuur, teruglopend naar 402 mAh/g na twintig laad‑ontlaadcycli, en een werkspanning rond 1,9 V. Functioneel bewijs werd geleverd door het probleemloos laten branden van een gele LED, wat aantoont dat het concept verder gaat dan alleen theorie.

Belangrijke voordelen ten opzichte van conventionele lithium‑iontechnologie zijn het vrijwel ontbreken van dendrietvorming (die bij Li‑batterijen kortsluiting en brand kan veroorzaken) en het gebruik van relatief eenvoudige, ruim beschikbare materialen, waardoor afhankelijkheid van schaars lithium of kobalt kan afnemen. Dat maakt de aanpak zowel veiliger als potentieel goedkoper en geopolitiek aantrekkelijk voor grootschalige energieopslag en toepassingen gekoppeld aan een waterstofeconomie.

Tegelijk zijn er nog duidelijke beperkingen: de cyclusstabiliteit is momenteel onvoldoende voor commerciële toepassing (slechts twintig cycli gedemonstreerd) en de lagere spanning (1,9 V versus ~4 V bij veel Li‑cellen) vermindert de energiedichtheid in praktische systemen. De doorbraak bewijst echter dat hydride‑ionen praktisch inzetbaar zijn, en biedt een nieuw ontwikkelingspad voor veiligere en duurzamere batterijtechnologieën.