Doorbraak in grafeentechnologie: veiligere en efficiëntere accu’s in zicht

AmsterdamOnderzoekers van Swansea University, de Wuhan University of Technology en de Shenzhen University hebben een innovatieve methode ontwikkeld voor de grootschalige productie van grafeen platen voor lithium-ion batterijen (LIB's). Deze nieuwe techniek belooft de veiligheid en prestaties van LIB's aanzienlijk te verbeteren. Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Chemical Engineering, beschrijft de allereerste succesvolle manier om defectvrije grafeen platen op grote schaal te produceren. Deze platen hebben een thermische geleidbaarheid tot 1.400,8 W m-1 K-1, wat bijna tien keer beter is dan de momenteel gebruikte koper- en aluminiumplaten in LIB's.

Hoge thermische geleiding in batterijdelen helpt om warmte efficiënt af te voeren, wat essentieel is om problemen zoals batterijstoringen, branden of explosies te voorkomen. De nieuwe grafeen stroomcollectoren dragen hieraan bij door warmteophoping te verminderen en gevaarlijke reacties te stoppen.

Belangrijkste voordelen van de grafeenfolies zijn:

• Uitzonderlijke thermische geleidbaarheid
• Effectieve warmteafvoer
• Hoge elektrische geleidbaarheid
• Flexibel en duurzaam
• Variabele dikte op maat

Deze innovatieve technologie kan worden ingezet voor grootschalige productie. Onderzoekers hebben een 200 meter lange grafenen plaat gemaakt met een dikte van 17 micrometer. Deze plaat behield zijn hoge elektrische geleidingsvermogen, zelfs na meer dan 100.000 keer te zijn gebogen, wat de mogelijkheden voor gebruik in flexibele elektronica aantoonde.

Lees ook:

Vandaag · 12:28

Astronomen onthullen mysterie achter zeldzame radiotransient in sterrenbeeld Puppis: nieuw onderzoeksresultaat

De grootschalige productie van deze folies maakt het mogelijk om ze te gebruiken bij de vervaardiging van commerciële batterijen. Dit kan batterijen veiliger maken en hun energiewijzigingscapaciteit verhogen, wat cruciaal is voor elektrische auto's en systemen voor hernieuwbare energie. Het onderzoeksteam werkt nu aan het verbeteren van de productie van de grafenen folies. Ze richten zich op het dunner en sterker maken van de folies.

Graphenetechnologie kan niet alleen worden toegepast in lithium-ionbatterijen, maar ook in andere soorten batterijen zoals redox-flow batterijen en natrium-ionbatterijen. Dit maakt grafeen tot een veelbelovend materiaal voor toekomstige energieopslagsystemen die verder gaan dan wat we vandaag de dag gebruiken.

Met de groeiende behoefte aan veiliger en betere energieopslag kunnen deze verbeteringen in de grafeentechnologie van groot belang zijn. Het onderzoeksteam werkt aan een productieproces dat op grote schaal kan worden uitgevoerd, waardoor deze technologie snel en breed inzetbaar wordt in diverse industrieën.