Goedkope en duurzame Li-S-batterijen: de toekomst van elektrische voertuigen en groene energieopslag.
AmsterdamDonghai Wang, professor werktuigbouwkunde aan de SMU, en zijn onderzoeksteam hebben belangrijke vooruitgang geboekt in de technologie voor hernieuwbare batterijen met hun werk aan lithium-zwavelbatterijen (Li-S). Deze doorbraak kan elektrische voertuigen goedkoper en milieuvriendelijker maken.
Op dit moment zijn lithium-ionbatterijen het meest gangbaar, maar ze hebben nadelen. Ze slaan minder energie op en zijn duur. Lithium-zwavelbatterijen zouden een betere optie kunnen zijn vanwege hun theoretische voordelen.
- Grotere energiecapaciteit
- Lager fabricagekosten
- Verbeterde duurzaamheid
Li-S batterijen kampen met een groot probleem genaamd polysulfide-oplossing, wat hun levensduur verkort door schade te veroorzaken tijdens het laden en ontladen. Wang heeft een oplossing ontwikkeld met behulp van een speciaal type kathode van hybride polymeren. Dit nieuwe ontwerp helpt de problemen van polysulfide-oplossing te voorkomen door verschillende zwavelverbindingen en methoden te gebruiken die deeltjes op atomair niveau vastleggen.
De toepassing van deze technologie vergroot niet alleen de levensduur en capaciteit, maar creëert ook nieuwe mogelijkheden. Naast elektrische voertuigen kan het ook op andere gebieden een grote impact hebben. Hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon hebben vaak problemen met opslag. Efficiëntere en duurzamere Li-S-batterijen kunnen de energieopslag verbeteren, wat resulteert in slimmere en groenere energieconsumptie.
Het belang van dit onderzoek ligt in de grootschalige toepasbaarheid. Door de samenwerking met de Pennsylvania State University en het Argonne National Laboratory toont het team van Wang aan dat de technologie breed inzetbaar is. De economische voordelen zijn veelbelovend, aangezien het verlagen van de batterijkosten direct de totale prijs van elektrische voertuigen kan verminderen. Dit zou het gemakkelijker kunnen maken voor meer mensen om elektrisch te rijden en het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen.
De industrie zou zich binnenkort meer kunnen richten op lithium-zwavelbatterijen in plaats van lithium-ionbatterijen. Hoewel er nog uitdagingen zijn, bieden recente ontdekkingen hoop op milieuvriendelijkere en duurzamere energieopslag. Deze ontwikkeling kan een belangrijke stap zijn in batterijtechnologie en bijdragen aan wereldwijde inspanningen voor een milieuvriendelijkere toekomst.
Het is cruciaal om deze technologie in de praktijk te testen en te bekijken of het inzetbaar is voor bedrijven. Als het slaagt, kan dit leiden tot aanzienlijke verbeteringen in de dagelijkse gadgets en grootschalige energieopslag. Hiermee kunnen we richting een duurzamere toekomst bewegen, wat op de lange termijn veel voordelen kan opleveren.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1038/s41893-024-01453-0en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Meng Liao, Yaobin Xu, Muhammad Mominur Rahman, Sha Tan, Daiwei Wang, Ke Wang, Naveen K. Dandu, Qian Lu, Guoxing Li, Linh Le, Rong Kou, Heng Jiang, Au Nguyen, Pei Shi, Lei Ye, Anh T. Ngo, Enyuan Hu, Chongmin Wang, Donghai Wang. Hybrid polymer network cathode-enabled soluble-polysulfide-free lithium–sulfur batteries. Nature Sustainability, 2024; DOI: 10.1038/s41893-024-01453-0Deel dit artikel