Een doorbraak in batterijtechnologie komt uit Delft, waar onderzoekers zich richten op het ontwikkelen van batterijen die sneller kunnen opladen, stabielere opslag bieden en vervaardigd zijn van duurzame en breed beschikbare materialen. Deze vormen een veelbelovend alternatief voor lithium-ion batterijen, die afhankelijk zijn van zeldzame materialen en een aanzienlijke CO2-voetafdruk hebben.
Een recent artikel in Nature Energy, geschreven door Marnix Wagemaker en Alexandros Vasileiadis in samenwerking met onderzoekers van de Chinese Academie of Sciences, benadrukt de verbeteringen in het snel opladen van Na-ion batterijen en de verfijningen aan de negatieve elektrode. Opvallend is dat deze elektrode vervaardigd kan worden uit organische materialen, waardoor de afhankelijkheid van zeldzame materialen die niet binnen Europa beschikbaar zijn, wordt verminderd.
De Delftse onderzoekers hebben niet alleen aan de negatieve elektrode gewerkt; ze hebben ook de kathode verbeterd en hierover gepubliceerd in Nature Sustainability. In het artikel “Fast-charge high-voltage layered cathodes for sodium-ion batteries” wordt de ontwikkeling van een nieuwe positieve elektrode besproken, gebaseerd op ontwerpprincipes die eerder in 2020 in Science zijn gepubliceerd onder de titel “Rational design of layered oxide materials for sodium-ion batteries”.
Vanuit deze ontwerpprincipes is een materiaal ontwikkeld dat het beste van twee mogelijke structuren combineert: een hoge energiedichtheid en snelladen. Bovendien blijkt het materiaal tijdens het laden en ontladen heel geleidelijk van structuur te veranderen, wat de levensduur verlengt. Een extra voordeel is dat het materiaal geen kobalt bevat, wat vaak wel aanwezig is in Li-ion kathodes.
Met de groeiende kennis over deze batterijmaterialen wordt de volgende fase van het derde Groeifondsproject duurzame batterijtechnologie voorbereid. Dit project richt zich niet alleen op het onderzoek naar Li-ion batterijen, maar omvat ook het onderzoek naar Na-ion batterijen op nationaal niveau. Hierdoor wordt het batterijonderzoek uitgebreid, wat uiteindelijk zal leiden tot de toepassing van deze technologie op zowel de nationale als de Europese markt.
