zondag 12 april 2015

Aluminium accu lijkt kans voor hybride auto

Regelmatig verschijnen er publicaties over nieuwe doorbraken in de wereld van batterijtechnologie. In de praktijk lijkt er echter al een paar jaar niet heel veel te veranderen. Onlangs wist Stanford University weer met een bericht te komen. Ook Stanford kwam natuurlijk met een positief verhaal.

Dit keer gaat het over een aluminium-ion batterij. Het grote verschil met de lithium-ion batterij is (zoals de naam al aangeeft) het gebruik van aluminium in plaats van lithium.

Voordelen
Aluminium biedt een aantal voordelen ten opzichte van lithium. Zo levert lithium geen brandgevaar op bij ongevallen. Een belangrijk voordeel is dat Stanford er in geslaagd is om de batterij in slechts in minuut op te laden. Tenslotte gaat de batterij ook veel langer mee dan lithium batterijen. De batterij van Stanford verdroeg 7.500 laadcycli zonder verlies aan capaciteit. De levensduur van een typische lithium batterij is ongeveer 1.000 cycli. Ten slotte is aluminium ook goedkoper dan lithium.

Nadeel
Het grote nadeel van de aluminium batterij is dat deze slechts het halve voltage produceert van de lithium batterij. Dit resulteert ook in een lagere energiedichtheid. Met andere woorden: er zijn grotere batterijen nodig om dezelfde hoeveelheid energie te kunnen opslaan. Dat is een belangrijk nadeel waardoor de batterij in mijn ogen ongeschikt lijkt voor de meest populaire toepassingen van lithium batterijen, zoals mobiele apparaten en elektrische auto's.

Toepassingen
Toch zijn er wel toepassingen denkbaar waarbij de voordelen van de aluminium batterij belangrijker lijken dan dit nadeel. In het bericht van Stanford wordt gedacht aan batterijen om duurzame energie uit het stroomnet op te slaan, bijvoorbeeld als het hard waait en er een overschot aan windenergie is. Een batterij die snel kan worden opgeladen kan ook snel energie opslaan. Dat er meer batterijen nodig zijn, is bij stationaire toepassingen minder relevant. De langere levensduur van de batterij maakt in dit geval het verschil.

Hybride
Hoewel aluminium ongeschikt lijkt voor elektrische auto's en stekkerhybriden, zie ik ook wel kansen voor voertuigtoepassingen. Hybride auto's zonder stekker hebben namelijk een relatief kleine accu, waarbij het cruciaal is dat de accu snel geladen kan worden om snel remenergie op te slaan. Ook de lange levensduur is belangrijk. Een accu in een hybride systeem wordt in één rit meerdere keren geladen en ontladen. In het hybride systeem van Toyota wordt de potentiële capaciteit van de accu's maar voor een deel benut, om slijtage aan de accu te reduceren. Voor het hybride systeem van Honda (Integrated Motor Assist) geldt dezelfde afweging nog sterker omdat dit systeem nog sterker afhankelijk is van teruggewonnen remenergie. Beperkte levensduur van de accu is een belangrijke reden waarom het IMA systeem op de markt mislukt is. Mogelijk biedt de aluminium batterij nieuwe kansen voor hybride aandrijvingen.

Brandstofcelvoertuig
Een ander type voertuigen waarbij dit soort accu's mogelijk kansen biedt is de brandstofcelauto. Omdat de brandstofcel niet meteen gestopt kan worden als het gaspedaal wordt losgelaten, is er een accu nodig om overtollige energie op te slaan. Deze accu voorziet de elektromotor ook van extra stroom als het gaspedaal (dieper) wordt ingedrukt, om de respons op het gaspedaal te verbeteren. Ook hierbij worden nu lithium accu's gebruikt, maar die hebben net als bij hybriden zo hun beperkingen. Net als bij gewone hybriden gaat het bij brandstofcelauto's om relatief kleine accu's die per rit meerdere keren kunnen worden geladen en ontladen.

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen