Batterij van Edison herleeft met grafeen | Grafeen (graphene)
Batterij van Edison herleeft met grafeen

Een eeuwenoude batterij, oorspronkelijk gebouwd als krachtbron voor wagens door de enige echte Thomas Edison krijgt nieuw leven ingeblazen.

Meer dan honderd jaar nam Edison deel aan een 1000-mijl duurloop met zijn batterij-aangedreven Bailey om de betrouwbaarheid van de Edison nikkel-ijzer batterij aan te tonen. De kracht van de elektron was toen al bekend. Verscheidene scenario’s en omstandigheden lieten de batterij echter uit het straatbeeld verdwenen.

De Edison-batterij maakte toen gebruik van ijzer en nikkel elektroden ondergedompeld in zuur, vrij goedkope materialen allemaal. Maar omdat het zo lang duurde om op te laden en daarna vrij traag zijn vermogen kon afgeven werden deze batterijen vervangen door loodzuuraccu’s in conventionele wagens en lithuim-ion voor elektronische wagens en andere elektronische toestellen die regelmatig herladen moeten worden.

Een team van onderzoekers uit Stanford University, wist onder leiding van chemicus Hongjie Dai een elektrode uit grafeen te ontwikkelen waardoor de batterij veel sneller kan laden en ontladen dan eerdere versies. In tegenstelling tot de huidige lithium-ion batterijen zal de Edison-batterij ook veel minder snel exploderen.

Hongjie Dai wist op te merken dat koolstof wel meer gebruikt werd om de geleiding van elektrodes te verbeteren, daarom probeerde hij hetzelfde bij de Edison-batterij. Met zijn collega’s groeide hij nanokristallen van ijzeroxide op vellen van grafeen voor een elektrode en nanokristallen van nikkelhydroxide op koolstofnanobuisjes, elk bestaande uit zo’n tien samengerolde grafeen-vellen.

Vorige woensdag meldde het team in het tijdschrift Nature Communications dat ze een prototype van een 1Volt batterij hebben gemaakt met net genoeg kracht om een zaklamp bedienen. De batterij kan volledig worden opgeladen in 2 minuten en ontladen in 30 seconden, ongeveer 1.000 keer sneller dan een conventionele Edison batterij. Ook voor grotere batterijen zou deze techniek dienst kunnen doen.

Die grotere batterijen zullen waarschijnlijk geen auto’s aandrijven maar zouden lithium-ion batterijen kunnen assisteren om de wagen van een krachtsexplosie te voorzien bij het accelereren of regeneratief remmen.

Het belangrijkste probleem met de batterij op dit moment is dat het ongeveer 20% van zijn capaciteit verliest na meer dan 800 ontladen-laadcycli. “Dat is ongeveer hetzelfde als een lithium-ion batterij,” zei Dai.

Bron: latimes.com


3D print schaalmodel structuur grafeen