Innovatie / Batterijen: 10 keer krachtiger dankzij fluoride-ionen? (2018)

Na de solid state-batterijen, waarvan we de aankomst tegen 2025 verwachten (Toyota), zouden fluoride-ionbatterijen ook de energiebron van morgen kunnen zijn. Het lijkt mogelijk, Honda en de NASA werken aan deze technologie die zeer veelbelovend lijkt.

8 tot 10 keer meer dichtheid

Deze soort batterij werd in de jaren 1970 ontdekt en gebruikt fluoride-ionen om de geleidbaarheid binnenin de batterij te waarborgen. Maar er is een groot probleem: de koeling. Dit type batterij werkt namelijk enkel boven 150 °C, een drempelwaarde waarboven de geleidbaarheid gegarandeerd is. Ingewikkeld, dus, zelfs al biedt deze batterij een 8 tot 10 keer grotere dichtheid in vergelijking met conventionele lithium-ionbatterijen van nu. Die ligt namelijk op 1,5 tot 2 kWh/kg, vergeleken met 0,15 tot 0,2 kWh/kg. Dat klinkt als een droom, vooral omdat het gewicht natuurlijk ook 8 tot 10 keer lager uitvalt, wat een beslissend voordeel biedt inzake autonomie.

In samenwerking

Honda werkt samen met NASA en het California Institute of Technology (Caltech) om aan deze technologie te werken. Hun rapport is vrij expliciet en geeft aan dat er geen zeldzame mineralen in deze batterijen zitten. Daarentegen kondigen Honda en zijn medewerkers aan dat het nog nodig is om heel veel tests uit te voeren om de levensduur te testen (oplaad- en ontlaadcycli). Het valt dus nog te bezien, maar de toekomst van deze batterijen is erg interessant. En niet alleen voor auto’s: mobiele telefoons, computers, de toepassingen kunnen talloos zijn, zelfs oneindig…

Hoe werkt het?

Momenteel moeten de fluoride-ionbatterijen nog bij hoge temperaturen werken vanwege de vaste toestand van de elektrolyten. Dat gezegd zijnde, hebben Honda en zijn partners fluoride-ionen gevonden in vloeibare toestand met een hoge ionische geleidbaarheid, hoge spanning en een goede stabiliteit, wat altijd essentieel is voor de veiligheid. Deze fluoride-ionen worden geëxtraheerd uit quaternaire ammoniumalkylfluoridezouten die in ether worden gevonden. Door deze vloeistof te combineren met een kathode van koper-trifluoride lanthaan hebben Honda en NASA omkeerbare reacties bewezen, wat aantoont dat deze batterij herlaadbaar kan zijn. Genoeg om verder te gaan dan met lithium-ion, maar niet vroeger dan over 8 tot 10 jaar…