Onontvlambare batterij dankzij water als elektrolyt

Lithium-ion batterijen hebben hun hoge energiedichtheid en levensduur te danken aan een organische elektrolyt. Dit is echter zeer ontvlambaar en werkt als een brandversneller als het gaat lekken na bijvoorbeeld een botsing met een elektrische auto.

Met een waterige elektrolyt zou deze bron van gevaar geëlimineerd kunnen worden. Alleen sommige van de gebruikte materialen zouden nog steeds problematisch zijn als ze vlam zouden vatten. Dit geldt echter ook voor lithiumbatterijen.

Tot nu toe zijn accu's op waterbasis er echter niet in geslaagd om voldoende hoge spanningen of een acceptabele energiedichtheid te bereiken om zelfs maar overwogen te worden voor mobiel gebruik. Juist dan zou hun lage ontvlambaarheid een groot voordeel zijn.

Het Dalian Institute for Chemical Physics in China heeft nu zo'n batterijcel met geschikte eigenschappen gepresenteerd. Volgens de studie, gepubliceerd op in Nature Energyis een energiedichtheid van 1200 wattuur per liter bereikt, terwijl ook de spanning binnen een haalbaar bereik ligt.

De waarde zou overeen moeten komen met ongeveer 600 wattuur per kilogram, wat gelijk zou zijn aan de beste industrieel geproduceerde lithium-ion batterijen die momenteel verkrijgbaar zijn. In laboratoriumtests kunnen echter in sommige gevallen aanzienlijk hogere vermogens worden bereikt dan in latere serieproductie.

Toch zou het op basis hiervan mogelijk moeten zijn om in de praktijk een redelijke prestatie voor elektromobiliteit te bereiken. Dit werd bereikt door een omkeerbare multi-elektronenoverdracht met zowel negatief geladen jodiumionen en jodium(V)oxide-ionen als extra broomionen, die samen voor de energiedichtheid zorgen.

Met een geschikte anode van vanadium, een zeer veel voorkomend element, zouden ook ongeveer 1000 laadcycli haalbaar moeten zijn. Er zijn zelfs schattingen voor latere serieproductie. De kosten zouden in de orde van grootte van de huidige lithium-ionbatterijen moeten liggen.