iDS zei:
Interessant artikel dat veel vragen over laden en accu's wegneemt en tegemoetkomt aan opmerkingen van non-believers:
HLN.be zei:
Op weg naar de batterij van morgen: 7 baanbrekende innovaties
Harder. Better. Faster. Stronger. In het jaar waarin het Franse danceduo Daft Punk zijn afscheid aankondigde, werden around the world 7 nieuwe mijlpalen behaald om nieuwe batterijen veiliger, milieuvriendelijker, compacter én performanter te maken. Een overzicht van de innovaties in 2021 die ons een nieuw tijdperk binnenloodsen.
1. Pennsylvania (VS): de warmtebestendige batterij
Oplaadbare lithium-ionbatterijen hebben heel wat pluspunten, maar ook minpunten. Warmte-ontwikkeling, bijvoorbeeld. De batterij kan dan beschadigd raken en aan capaciteit verliezen. ‘Hoe maken we een batterij beter bestand tegen warmte?’, vroegen onderzoekers van Penn State University zich af. Hun antwoord is een batterij die opwarmt tot +/- 60 °C en dan weer afkoelt. Daarvoor zorgt de nikkelfolie aan de minpool van de batterij. Daardoor kan ze tot 1.700 volledige laadcycli aan. Zo is de batterij van een elektrische wagen in amper 10 minuten weer opgeladen. Cool, toch?
2. Brussel: de vaste-stof-EV-batterij
Het Battery Innovation Centre (BIC) van de onderzoeksgroep MOBI (Vrije Universiteit Brussel) is bekend als ‘hotspot’ van batterijonderzoek, onder meer naar vastestofbatterijen. Daarin wordt het vloeibare elektrolyt vervangen door een vast materiaal. Krachtiger, kleiner, veiliger én goedkoper. Daarmee wil MOBI de capaciteit van batterijen voor elektrische auto’s stevig verhogen, zodat het rijbereik van elektrische wagens wordt uitgebreid (tot 800 km en meer), de batterijkosten dalen en elektrische wagens goedkoper worden.
3. Gent: de megabatterij voor energieopslag
Steeds meer natuurlijk opgewekte stroom is afkomstig van zonnepanelen en windmolens, zelfs van de getijden van de zee. Maar waar kun je alle groene stroom die niet meteen verbruikt wordt, opslaan? In superbatterijen, stelt Tesla, dat in 2017 een mega lithium-ionbatterij in Australië bouwde, goed voor 100 megawatt. Daar bleef het niet bij. In 2018 was België aan de beurt, met een even krachtige megabatterij in het Limburgse Dilsen-Stokkem. De eerste in Europa. In 2020 kreeg ook Gent een megabatterij voor de Nieuwe Dokken, die een optimaal beheer van de energiestromen moet voorzien voor een nieuwbouwproject. Er staan nog verschillende andere projecten klaar voor plaatsing in Vlaanderen. Die moeten hoofdzakelijk dienen om de grote schommelingen in ons elektriciteitsverbruik op te vangen en de stabiliteit van het net te garanderen. Dat heet peak shaving.
4. Hasselt en Leuven: de lithium-zwavelbatterij
VITO, UHasselt, IMEC, KU Leuven en EnergyVille zijn volop aan de slag met een veelbelovend nieuw batterijtype: de lithium-zwavelbatterij. Dat is een batterij die geen kobalt en nikkel nodig heeft, toxische materialen waarbij grote hoeveelheden water en energie nodig zijn voor de ontginning ervan. In de plaats daarvan werkt de batterij met zwavel, de op twee na meest voorkomende grondstof op aarde, vaak beschouwd als een afvalproduct. De technologie staat nog niet volledig op punt, maar ziet er wel hoopvol uit. De lithium-zwavelbatterij heeft het potentieel om vijf keer meer energie op te slaan dan de huidige lithium-ionbatterij!
5. Massachusetts (VS): de batterij die CO2 aanzuigt
Een batterij dient niet altijd om apparaten te doen werken of auto’s te doen rijden. Er is er sinds 2019 ook een die CO2 uit de omringende lucht of uit specifieke industriële gassen haalt. Het waren de onderzoekers van het MIT (Massachusetts Institute of Technology) die een electro swing battery ontwikkelden, vergelijkbaar met een stofzuiger. De batterij heeft een bekleding van polyanthraquinone rond haar elektroden. Die coating trekt koolstofdioxide-deeltjes aan, die daarna worden opgeslagen of verder gebruikt. Wetenschappers ontwikkelen nog veel meer toepassingen voor die technologie, en dat is goed nieuws voor een schoner milieu.
6. Illinois (VS): de CO2-concurrent voor lithium-ion
CO2 (koolstofdioxide) speelt nog op een andere manier een rol in de zoektocht naar betere batterijen met méér batterijcapaciteit voor minder gewicht. Lithium-ion krijgt binnenkort stevige concurrentie. Want de combinatie van lithium en CO2 bijvoorbeeld, houdt tot 7 keer meer stroom vast dan de lithium-ionbatterij van vandaag. Probleem is wel dat die CO2 zich vastzet in de batterij, waardoor de capaciteit op den duur vermindert. Een probleem waarin onderzoekers van de Universiteit van Illinois zich hebben vastgebeten. In dit geval zorgde molybdeendisulfide (MoS2) in 2019 voor een bruikbare lithium-CO2-batterij.
7. Israël: EV-batterijen supersnel opladen
In Israël ontwikkelde een start-up (StoreDot) een technologie die de grootste stress van EV-bestuurders kan wegnemen: de beperkte actieradius. Hun systeem kan een lege batterij immers volledig opladen in slechts 5 minuten. Alleen is er nog een lange weg te gaan voor het geïmplementeerd kan worden. De technologie is immers afhankelijk van heel wat andere factoren, zoals aangepaste oplaadpunten, een beter recyclagesysteem en het marktaandeel van elektrische voertuigen.
Puntje 1.
maakt dat er ook geen zorgen meer hoeven te zijn over de levensduur:
bij een laadcapaciteit die een rijbereik van 300 km waarborgt, kan je zo al 510.000 km zorgeloos afleggen en ik vermoed dat met de andere ontwikkelingen de laadcapaciteit enkel zal stijgen.
Puntje 7.
had ik al eens in een apart topic gepost:
Autoweek
Nog een keer Don Quichot spelen:
Puntje 1:
Het feit dat batterijen warm worden is een gevolg van energie die niet gebruikt wordt om de botsdoos te verplaatsen. Dit is gewoon een gevolg van een rendement lager dan 100% bij zowel het laden als het ontladen van de batterij. In vrijwel iedere (zeldzame) berekening die ik gezien heb wordt
gesteld dat dit rendement in beide gevallen 100% is. Als dit 100% zou zijn, zou je geen temperatuurverhoging kunnen meten.
Puntje 2:Krachtigere, lichtere, goedkopere batterijen zijn zonder meer nodig voor de EV's. Goed dat er aan gewerkt wordt.
Puntje 3: We kunnen nog maar nauwelijks voldoende elektrische energie opslaan voor een auto. Maar deze ontwikkeling is voor het kleine aandeel elektrische energie afkomstig van zonnepanelen en windmolens van levensbelang. Er zijn nu al woonwijken waar de zonnepanelen de geleverde elektrische energie niet volledig aan het net kunnne terugleveren. Bovendien zijn er diverse soorten elektriciteitscentrales (kernernergie, kolen) die lastig te regelen zijn. Een accuutje van 1.440.000.000 Kwh (24 uur * 600.000 kwh, een Tesla heeft een acuutje van 200 Kwh) kan dat lastige regelen van die ene kolencentrale dan mooi opvangen.
Puntje 4: Er is een complete groep mijnwerker (o.a. in China) die hierdoor werkeloos gaan worden maar wel een langere levensverwachting tegemoet mogen gaan zien. Het is nogal naar als je mag verewachten met 25 lentes al een doodskist nodig te hebben.
Puntje 5: Dat is een prachtige mogelijkheid.
We maken de laatste 200 jaar steeds meer CO2 aan en we zien nu al duidelijk de gevolgen van die global warming. En dat is niet de hele aarde 2 graden warmer, dat is een verandering van het klimaat waardoor klimaten lokaal gaan veranderen. Een landklimaat waar het vroeger een zeeklimaat was, droge gebieden die vroeger genoeg water hadden, vissoorten die uitsterven omdat de voedselstroom voortaan de andere kant uitstroomt, woestijnen waar ooit een bloeiende landbouw was.
Puntje 6: Dit is ook een prachtige ontwikkeling. Hopelijk komt er iets bruikbaars uit - er zijn al heel veel van dit soort beloftes in stilte gestopt (o.a. een accu van papier met een onvoorstelbare verhouding tussen opgeslagen energie en gewicht van de accu).
Puntje 7: Leuk. En bij iedere laadpaal een eigen kerncentrale, natuurlijk. Die 350.000 Watt die nu nodig is voor de allersnelste commerciele laadpalen is al problematisch, welke problemen gaan we tegenkomen bij een 3.500.000 Watt laadpaal? Bijvoorbeeld: hoe sluit ik mijn bolide aan op die draadjes aan die hoogspanningsmast?
En er zijn ook nog enkele punten die hier mee niet beantwoordt worden:
1- Op iedere elektrische auto wordt van meerdere kanten sunbsidie gegeven. Als boekhouder zou ik toch denken dat er een keer een bodem zichtbaar gaat worden van dat subsidiepotje.
2- Nu wordt 90% van de elektrische energie met verbrandingsprocessen opgewekt. Elektrische auto's zullen een substantieel deel boven op de huidige hoeveelheidelektrische energie gaan opeisen. Toch zie ik in vrijwel iedere advertentie voor elektrische voertuigen het verhaaltje dat zo'n ding geen CO2 uitstoot.
Ik denk dat dat alleen waar is als je het elektrische voertuig voor eeuwig stil laat staan.
3- Het elektriciteitsnet in woonwijken is ooit gemaakt berekend op huishoudens die hooguit een paar Kw gebruiken. Straks gaat ieder huishouden een paar elektrische auto's aansluiten (20 Kw per laadpaal), men wil in ieder huis een elektrische warmtepomp (16Kw door die draadjes) en we willen koken met inductie (8Kw). De draadjes in de straat en transformatorhuisjes kunnen dan echt wel een stevige upgrade gebruiken anders is het transformatorhuisje in de straat straks warmer dan jouw woonkamer.
4- Waarom zouden we auto's weggooien die nog goed bruikbaar zijn om vervolgens met vijf tot tien ton CO2 weer een verse botsdoos in elkaar te prutsen? Zelfs Trabant zag dat vlak na WO II al in en gebruikte lompen om een carroserie mee te maken.
5- Waarom rijden wij nog steeds zodanig dat iedere automobilist een kreukelrand van dik duizend kilo nodig heeft? Kan dat niet beter?
Een opmerking In het algemeen: het hele energieverhaaltje van de overheid is een grote rekentruc van het een in megawattjes, het ander in wattjes en het volgende in kilowattjes uit te drukken. Omrekenen is heel eenvoudig en het geeft direct veel meer inzicht.
Bijvoorbeeld: een van de twaalf zonnepanelen op mijn dak levert maximaal 350 Watt. Hoe veel uur duurt het om hiermee de 200.000 wattuur accu van een Tesla op te laden?
Nou, minimaal 200.000/350 is 570 uur fel zonlicht als het rendement 100% zou zijn. .