Onderzoekers in Delft zijn breed inzetbare Na-ion batterijen aan het ontwikkelen die sneller kunnen opladen, een stabielere opslag bieden en zijn gemaakt van duurzame materialen.
De batterijen moeten voor bepaalde toepassingen een alternatief bieden voor lithium-ion batterijen. Die bestaan uit zeldzame materialen en hebben een grote CO2-voetafdruk hebben. Recent is een artikel gepubliceerd in Nature Energy door Marnix Wagemaker en Alexandros Vasileiadis, in samenwerking met onderzoekers van de Chinese Academy of Sciences. Het artikel behandelt de ontwikkelingen op het gebied van snel opladen van Na-ion batterijen en verbeteringen aan de negatieve elektrode, gemaakt van organische materialen. Hierdoor wordt de afhankelijkheid van zeldzame materialen buiten Europa verminderd.
Na-ionbatterijen, ook wel sodiumbatterijen genaamd, wekken de laatste jaren de interesse, nu een voor een beperkingen worden weggenomen die de grootschalige inzet van dergelijke batterijen tegenhouden. Ze zijn door hun massa in de regel niet optimaal voor kleinere apparaten, zoals smartphones en laptops, maar er blijven met de inzet van deze technologie wel meer grondstoffen over voor kleinere accu’s.
Elektrode
De onderzoekers hebben ook een nieuwe positieve elektrode ontwikkeld, zoals beschreven in hun artikel Fast-charge high-voltage layered cathodes for sodium-ion batteries. De elektrode is gebaseerd op ontwerpprincipes die in 2020 zijn gepubliceerd in Science. Het materiaal combineert de voordelen van twee mogelijke structuren: een hoge energiedichtheid en snel opladen. Bovendien blijkt het materiaal zijn structuur zeer geleidelijk te veranderen tijdens het laden en ontladen, waardoor het langer meegaat. Het bevat ook geen kobalt.
De volgende stappen in het proces omvatten volgens de onderzoekers de voorbereiding van het derde groeifondsproject voor duurzame batterijtechnologie. Naast onderzoek naar Li-ion batterijen zal ook het onderzoek naar Na-ion batterijen nationaal worden aangepakt. Hiermee wordt de batterijtechnologie verder ontwikkeld, waardoor deze kan worden toegepast op zowel nationale als Europese markten.