'Zeewaterbatterij' lijkt realistischer dan gedacht: deeltjes bewegen plots 10.000 keer sneller

In dit artikel:

Een internationaal team van onderzoekers uit Zwitserland, Canada en de Verenigde Staten heeft recent een materiaal ontwikkeld waarin chloride-ionen tot 10.000 keer sneller kunnen bewegen. Ze bereikten dit door lanthaanoxychloride licht te ‘dopen’ met kleine hoeveelheden calcium, magnesium of strontium; calcium bleek het meest effectief. Met röntgenmetingen bij de Canadian Light Source zagen de wetenschappers dat de kristalstructuur daardoor versoepelde en beter afgebakende doorgangen voor de ionen ontstonden.

Het werk richt zich op een vaste elektrolyt — een cruciale component voor toekomstige batterijen — en niet op een complete “zeewaterbatterij”. De doorbraak is desalniettemin belangrijk omdat chloride-gebaseerde elektrochemie materialen uit overvloedige bronnen (zoals zeewater) mogelijk maakt en daardoor aantrekkelijk kan zijn voor goedkope, grootschalige opslag van wind- en zonne-energie. De onderzoekers, onder wie wetenschappers verbonden aan ETH Zürich en het Paul Scherrer Institute, zien dit als een manier om het aanbod aan opslagtechnologieën te verbreden naast lithium-ion.

Belangrijke achtergrond: chloride-ionen bewegen van nature traag door vaste stoffen vanwege hun grootte, wat langer remde op ontwikkeling van dergelijke batterijen. De nieuwe aanpak verandert die fundamentele beperking van de materiaaleigenschappen. Toch blijft er een lange weg naar commerciële toepassing: stabiliteit, efficiëntie en opschaalbaarheid van een compleet batterijconcept moeten nog worden bewezen. Desondanks illustreert het resultaat dat materiaalinnovatie — in dit geval het makkelijker laten lopen van een ion door een kristalrooster — grote invloed kan hebben op de toekomst van energieopslag.