Wetenschappers tonen bruikbaarheid efficiënte lithium-zuurstof-accu's aan

Onderzoekers van de Engelse University of Cambridge hebben verschillende obstakels overwonnen om lithium-zuurstofaccu's te maken. Toch wil dat niet zeggen dat er binnen afzienbare tijd Li-O₂-accu's in verschillende apparaten verwerkt zullen worden.

Een 'traditionele' lithium-zuurstofaccu is opgebouwd rond een anode gemaakt van lithium en een kathode van poreus koolstof waarbij zuurstof vanuit de lucht gehaald wordt en een geleidende oplossing of elektrolyt de anode en de kathode verbindt. Zuurstof vormt daarbij de oxidator en dit wordt steeds aangevuld uit de lucht, zodat de accu's lichter zijn dan gesloten accu's met een vaste hoeveelheid oxidator. Via het elektrolyt worden de ionen overgedragen tussen de kathode en de anode. Door het oxidatieproces van de lithium-anode, komt energie vrij die als elektrische energie gebruikt kan worden. Opladen zorgt voor het omgekeerde proces.

Een van de problemen die ontstaat in zo'n lithium-zuurstofaccu is dat als de elektriciteit ontlaadt, lithiumperoxide zich bindt aan de kathode wat leidt tot verstopping van de poreuze kathode. Daarnaast treden ongewilde chemische reacties op die ervoor zorgen dat het elektrolyt vervuilt en daarmee het rendement afneemt.

De onderzoekers wisten deze problemen te overwinnen door aan de elektrodes van de kathode lithiumhydroxide te vormen in plaats van lithiumperoxide en door lithiumjodide toe te voegen als geleidende stof. Hierdoor worden de belangrijkste ongewilde chemische reacties die lithium-zuurstof-accu's plagen, voorkomen.

Daarnaast gebruikten de onderzoekers geen kathode van poreus grafiet, maar van grafeen, om het interne oppervlakte voor zuurstof te vergroten. Om te voorkomen dat de kristallen van lithiumhydroxide het poreuze grafeen zouden verstoppen, vergrootten de wetenschappers de afmetingen van de poriën van tussen de 10 tot 100 nanometer naar poriën van 10 tot 100 micrometer. Door een oplosmiddel toe te voegen, worden de gevormde kristallen verwijderd tijdens het laden en ontladen.

Wel moet er nog een manier gevonden worden om ervoor te zorgen dat er geen dendrieten of boomvormige structuren op het lithium gevormd worden die zover uit kunnen groeien, dat ze kortsluiting kunnen veroorzaken en zelfs exploderen.

De gedemonstreerde accu zou zeer efficiënt zijn, met een rendement tot wel 93 procent. De onderzoekers gebruiken het verschil tussen de laadspanning en de geleverde spanning als indicatie hiervoor. Dat verschil is bij het prototype heel klein, tot 0,2 volt. Tot nu toe kunnen de accu's uit Cambridge meer dan 2000 keer opgeladen en ontladen worden. Lithium-zuurstof-accu's hebben een veel hogere energiedichtheid dan conventionele lithium-ion-accu's. Gemeten naar gewicht is de energiedichtheid ongeveer tien keer hoger.

De bevindingen van de onderzoekers staan deze week in het tijdschrift Science.

Reacties (75)

[Aardmens]

Hopelijk vindt er nog een doorbraak plaats zodat deze batterijen zich op de markt gaan begeven. Een energiedichtheid die 10x hoger ligt dan die van huidige Lithium-Ion batterijen is natuurlijk heel erg mooi!

[Iblies]

Hopelijk vindt er nog een doorbraak plaats zodat deze batterijen zich op de markt gaan begeven. Een energiedichtheid die 10x hoger ligt dan die van huidige Lithium-Ion batterijen is natuurlijk heel erg mooi!

Er zit een kleine mits aan,
gemeten naar gewicht, de vermelding alleen al doet vragen rijzen.

Bekend voorbeeld is de zak met veren die nog geen kilo weegt. Het is zeker een mooie techniek, maar belangrijker om te weten in hoeverre het een praktisch nut zal hebben. Als je met dezelfde afmetingen je een accu kunt krijgen met 2 tot 3 keer de capaciteit dan heb je een nog grotere winst dat die lichter is.

Essentieel stukje informatie dat helaas niet wordt meegegeven.

[dmantione]

Bij veel toepassingen, zoals in de automobielindustrie of de luchtvaart, is gewicht het belangrijkste kenmerk, niet afmeting. Enkel bij mobiele toepassingen zoals laptops, en telefoons is de afmeting het belangrijkst. Enkel ook daar, betekent een toename van 10 keer de capaciteit, dat de accu gerust 10 keer zo groot mag zijn, om technsich hetzelfde te kunnen en een toename van een factor 10 in afmeting lijkt me toch wel erg veel.

Een toename van een factor 10 in energiedichtheid zou één van de belangrijkste pijnpunten van elektrische auto's kunnen wegnemen: Zowel de lage actieradius als het hoge gewicht zijn daarmee te verbeteren.

[SjonDeBok]

Als dmantiones redenering zou kloppen, zou de waterstofauto het meest voor de hand liggende alternatief voor de auto met een "internal combustion engine" zijn. Dat is het toch echt niet (op dit moment). Probleem is dat niemand drie skippy-ballen met waterstofgas in zijn achterbak wil hebben. Het comprimeren van de waterstof is (naast veiligheidsaspecten) een van de grootste uitdagingen bij de ontwikkeling van de H2-auto.

[jamiewous]

Comprimeren van waterstof kan doormiddel van elektrochemische compressie op een rendabele manier. Waarbij de gebruikte energie voor comprimeren ook nog is deels terug gewonnen wordt door decompressie. Dus dat verhaaltje gaat jammer genoeg niet op. Zie HyET Arnhem dit bedrijf doet de compressie elektrochemisch tot een 800-900 bar. En kwa veiligheid van die tank waterstof zit het ook wel goed. Die tank is namelijk in onderzoek veiliger gebleken dan jouw benzine tankje.

[Alfa1970]

Probleem met H2 is alleen dat je er 3 keer meer energie in moet stoppen om het bruikbaar te maken dan dat je er uit kan krijgen bij gebruik, zelfs al zou dat met 100% efficiëntie kunnen.

En onderzoekjes zoals deze door dit soort bedrijven zijn niet serieus te nemen.
Ze worden betaald door de belanghebbenden, en de onderzoekers zullen de boel niet afkraken, want anders dan hebben ze geen werk meer.

[jamiewous]

Ik heb er zelf gewerkt en kan je garanderen dat dit niet het geval is. Ik zou graag weten op wat voor bronnen je deze uitspraak baseerd.

[bogy]

dat een h2 tank veiliger is dan een benzine tank mag niet maar MOET wel...

benzine bewaren we namelijk onder een druk van 1 bar (de gewone luchtdruk); omdat h2 in gasvorm is gaan we het comprimeren; anders zou je met een fles van 30 liter niet ver komen; als we het dus tot pakweg 800 bar gaan opslaan is het gas onderhevig aan een druk 800x groter dan die op ons hoofd; of gelijkwaardig aan 8km diep onder water (elke 10m onder water komt er 1 bar bij).
Dat is een enorm zware druk; in een vat van 30 liter zit nu 30*800=2400 liter gas. als deze fles niet veilig genoeg zou zijn, betekent het kleinste scheurtje of lekje dat heel die fles ineens doorscheurt en dat er dus een enorme expansie van dat gas gaat plaatsvinden. door de druk die vanbinnenuit komt zal er sowieso vanalles in het rond vliegen en als er dan ook maar het kleinste vonkje aan te pas komt (bv stuk van de fles die binnenkant van je koffer raakt metaal vs metaal) dan ontploft heel de boel; bij benzine zou een vonkje niets doen want benzine op zich brandt niet van een vonkje; het heeft een katalysator (bv een brandende sigaret laat het wel branden want de sigaret is een perfecte katalysator + vuurbron) nodig of moet verneveld worden. Bovendien is het gas nog eens in expansie (aan het uitzetten); om een equilibrium te krijgen in druk; de vlam die je krijgt zal dus veel veel véééél verder reiken dan jouw auto; reken maar op een vuurbol met een diameter van zo'n 10-15 meter (straal 5-7m); als je net getankt hebt .
natuurlijk zijn waterstof tanks veilig gemaakt, men heeft al lang z'n lesje geleerd met de eerste versie van lpg tanks indertijd... daar is genoeg mee gebeurd om lessen uit te trekken. Alleen is H2 nog een pak gevaarlijker dan lpg, als men dat maar niet vergeet...

[jamiewous]

Ik hoor graag op wat voor bronnen dit gebaseerd is. Ik heb de test resultaten namelijk zelf gezien en die vertellen een ander verhaal.

[Accretion]

Welk verhaal?
Het is feitelijk zo dat waterstof brandbaar is en dat hoge druk gevaarlijk is.
Als je een opslagtank maakt die "crash proof" is zal het inderdaad wel schelen. Maar dat is niet geheel een eerlijke vergelijking en zal in een "worst case" scenario de waterstoftank de meeste ellende geven?
Daarnaast ontbrand diesel nog minder snel dan benzine.

"Ik heb zelf gezien" is een grote drogreden, vertel dan wat je gezien hebt... Of tenminste op welk principe het berust.

[Anoniem: 604288]

Daarnaast ontbrand diesel nog minder snel dan benzine.

Hoeft niet.
Ligt eraan hoe de stof moet ontbranden.
Ik studeer trouwens aan het IVA.
Benzine ontbrand niet bij compressie, dieselolie wel.
Bij benzine is een bougie vereist. Deze geeft een vonk aan het gecompresseerde mengsel.
Diesel kan niet tegen compressie, deze gaat dan spontaan branden. Geen vonk of bougie nodig, dus minder onderdelen die stuk kunnen gaan, en diesel is natuurlijk goedkoper en minder vervuilend omdat deze minder CO2/NOx uitstoot.
Daarom is diesel de meest gewilde brandstof van deze 2, met name bij grotere machines als vrachtwagens en schepen.
Door dieseltoeslag en hogere wegenbelasting nemen mensen geen dieselauto's als ze niet veel kilometers maken.
Je hebt echter liever diesel als brandstof als je geen raceauto hebt, omdat diesel goedkoper is.

[rb78]

Diesel minder vervuilend?? Klein beetje minder CO2 uitstoot maar veel meer fijnstof / NOx dan benzine (Volkswagen... ). Groot gedeelte van het prijsverschil komt trouwens uit belasting regelingen.

Edit:
Nog even de prijzen excl belastingen opgezocht. Benzine kost nu ongeveer 0.33 eur per liter, diesel zelfs iets meer 0.35 eur per liter ( per gewicht gerekend is diesel wel iets goedkoper). Rest is belasting...

[Reactie gewijzigd door rb78 op 3 augustus 2024 15:06]

[Schaapke]

Benzine ontbrand wel bij compressie, zelfs bij veel lagere verhoudingen als diesel. Dit fenomeen van ongecontroleerde zelfontbranding noemt detonatie of pingelen en is schadelijk voor de motor. O.a. het octaangetal (95, 98, 102,...) bepaald hoe ver de compressie kan opgedreven worden.
Bij dieselmotoren is de compressie veel hoger, maar wordt de brandstof pas ingespoten wanneer dit gewenst is. Diesel ontbrand onder deze vorm van spontane zelfontbranding stabieler (niet explosief), maar heeft door deze hogere compressie een stevigere (zwaardere, minder respons) constructie nodig. Bij dieselmotoren is er steeds een luchtovermaat en een hoge temperatuur (nodig voor een goede verbranding), wat de vorming van stikstofoxiden in de hand werkt.
De overige punten in je reactie zijn ronduit nonsens.

[bogy]

ik heb zelf gezien dat benzine niet brand van een vonk; dat was met een programma op discovery waarin men telkens aan 5 mensen een aantal opties gaf over hoe iets zou gebeuren...
bij de benzinebrand (men had benzine op de grond gegoten) gaf men de keuze van een vonk, glinsters van een slijpschijf, het derde weet ik niet meer of de keuze 'iets anders'... de meeste dachten dat de vonk en de glinsters de benzine zouden doen ontbranden,e n dat werd dan getest; er gebeurde niets...
"iets anders" was dan een brandende sigaret; die legde men half in de benzine; deze zoog langs de kant van de filter benzine op en na een seconde of 10 vatte die dan vuur.... en daardoor begon uiteindelijk de rest ook te branden (door de hitte van die vlam krijg je dampen en die branden dan, dat veroozaakt nog meer dampen en zo verspreid het vuur zich zeer snel)
een vonkje of wat glensters is gewoon te kort om benzine te doen verdampen en die dampen te laten ontbranden... (jahj, benzine verdampt sowieso, maar niet voldoende om met wat glensters in brand te schieten)

bij een andere test met benzine is een vonkje wel genoeg; bv aan een benzinestation waar je een bidon vult en waar je in en uit de wagen stapt (vooral in de winter, wanneer je goed dik gekleed bent).. als je dan de auto zelf niet aanraakt en na het vullen de bidon bv aan de bovenkant aanraakt aan het vulgat, dan kan er door statische elektriciteit een vonk overgaan van enkele duizenden volt. omdat in die bidon de dampen zich opstapelen zijn die dampen wél sterk genoeg om te ontbranden (ook omdat die benzine uuit de grond komt en vaak warmer si dan de koude omgeving en daardoor ook al harder verdampt. Het is ook zo dat benzinebranden vaak ontstaan bij het tanken.. en het is ook daarom dat het vaak bij vrouwen gebeurt; die stappen namelijk vaak tijdens het tanken terug in de auto (laden op) en stappen dan weer uit als het tanken klaar is maar zijn dan statisch opgeladen en omdat het vrouwen zijn (geen technische knobbel) weten ze niet dat ze eigenijk eerst moeten ontladen door metalen voorwerpen aan te raken (het chassis van de auto is genoeg)...

dus als je vrouw (zoals wij in belgie zeggen) een kouschijter is, loop je meer risico om een benzinebrand/wagenbrand te hebben bij het tanken dan als je er eentje hebt die een fris windje kan verdragen... (maar ik snap het wel hoor die vrouwen tegenwoordig; naaktkatten hebben het nu ook eenmaal sneller koud dan behaarde katten; daarom dat naaktkatten in warme landen leven zoals egypte )

[SjonDeBok]

Welk verhaaltje gaat niet op? Volgens mij bevestig je juist dat het comprimeren van H2 noodzakelijk is omdat men (naast een goede energie/massa-verhouding) ook een goede energie/volume-verhouding wil hebben. Dat is toch een grote uitdaging voor mensen en bedrijven die bezig zijn met de ontwikkeling van de H2-auto? Ik ben blij om te horen dat er schot zit in die ontwikkeling. Dat wist ik eerlijk gezegd niet. Desondanks blijft het een gegeven dat er veel meer auto's met een accu rondrijden dan met een H2-tank.
Verder is het grappig dat je over "mijn benzine tankje" spreekt. Als er iemand is die vindt dat die afschuwelijk ouderwetse benzine-monsters (om over die kankerverwekkende diesel-krengen al helemaal maar niet te spreken) onmiddelijk naar de sloop moeten, ben ik het wel.

[Anoniem: 604288]

Totaal geen oplossing en een zoveelste kreet dat elektrische auto's de wereld gaan veroveren.

Om kort te zijn: Nee.

Bij ons in Driebergen hebben we het er weleens over. Die elektrische auto's.
Het komt er altijd maar weer op neer dat ze te duur zijn en, wanneer niet zakelijk, een belachelijke aanschaf zijn voor onwetenden.

Ik heb hier overigens al genoeg over gezegd; ONiel in 'nieuws: Volvo komt met eerste elektrische auto in 2019'.

te duur, te duur en nog eens te duur.
Betere accu's kosten nog meer geld, gevolg is dat ze misschien beter worden maar dan breken ze nog niet door omdat beter vaak duurder is en bij elektrische auto's kunt u gerust lezen; veel duurder.

[Anoniem: 1322]

Totaal geen oplossing en een zoveelste kreet dat elektrische auto's de wereld gaan veroveren.

Wist je dat je reageert op iemand die dit helemaal niet beweerd? Niemand zegt dat elektrische auto's de wereld gaan veroveren. Daarvoor zullen er eerst nog een aantal technologische doorbraken gemaakt moeten worden. Dit zou er alleen potentieel één kunnen zijn (als ze het kunnen omzetten in productie modelen).

Bij ons in Driebergen hebben we het er weleens over. Die elektrische auto's.

Je doet het erg minachtend overkomen. Alsof elektrische auto's iets slechts zijn... Dat terwijl we duidelijk een probleem hebben met de huidige brandstof. Ik hoop niet dat je praat namens heel "driebergen" want dan hebben we daar een probleem met een erg gesloten denkwijze...

Het komt er altijd maar weer op neer dat ze te duur zijn en, wanneer niet zakelijk, een belachelijke aanschaf zijn voor onwetenden.

Nou, ik denk dat de meeste mensen wel weet dat ze duur zijn. Zelfs de onwetenden hoeven maar één keer te kijken voor ze snappen dat ze het momenteel nog niet kunnen betalen. Zakelijk is een elektrische auto momenteel ook niet te betalen (ongeacht te bijtelling). Lease rijders hebben een vast budget op basis van hun functie en in de meeste pakketen zitten geen elektrische auto's. Daarnaast moet onze overheid de CO2 uitstoot terugbrengen. Dus ja, zo proberen ze het te stimuleren. Helaas kun je het van de huidige autoindustrie niet verwachten (ze gaan hun eigen brandstof glazen niet ingooien).

Ik heb hier overigens al genoeg over gezegd; ONiel in 'nieuws: Volvo komt met eerste elektrische auto in 2019'.

te duur, te duur en nog eens te duur.
Betere accu's kosten nog meer geld, gevolg is dat ze misschien beter worden maar dan breken ze nog niet door omdat beter vaak duurder is en bij elektrische auto's kunt u gerust lezen; veel duurder.

Technologische doorbraken zorgen niet perse voor goedkopere producten maar verfijning van die doorbraken vaak wel. Zodra massaproductie mogelijk is (zoals Musk wil bewerkstelligen met zijn batterij fabriek) zullen prijzen dalen. Dan is misschien ook de elektrische auto straks betaalbaar voor de "normale" man.

Je instelling is denk ik een verkeerd. In plaats van te kijken naar korte termijn moet men kijken naar de langere termijn mogelijkheden. Als we tegen alles maar zeggen "te duur, hou maar op" dan hadden we nog steeds bij kaarslicht gezetten (elektriciteit was vroegha ook alleen voor de rijken )

[Anoniem: 604288]

Je instelling is denk ik een verkeerd. In plaats van te kijken naar korte termijn moet men kijken naar de langere termijn mogelijkheden. Als we tegen alles maar zeggen "te duur, hou maar op" dan hadden we nog steeds bij kaarslicht gezetten (elektriciteit was vroegha ook alleen voor de rijken )

Dit is niet waar.
Bij de automarkt spreken we van een vervangingsvraag, waar we het in de jaren 40 nog grotendeels over een intrinsieke vraag hadden.
De elektrische auto's worden onderdeel van het aanbod waaruit een consument kan kiezen wat betreft de vervanging van zijn/haar auto.
De elektrische auto komt er dus als het ware 'bij'.
Je voorbeeld van elektriciteit is dus niet helemaal relevant.
Wat wel zal gebeuren is dat de overheid consumenten in elektrische auto's stopt, totdat dit ook hen teveel geld gaat kosten en er een conservatief, verstandig politicus is die zegt dat het idee niet werkt.

Ik moet wel zeggen dat ik de verbrandingsmotor zoals wij deze kennen zeer ouderwets vindt.
Laatst ontdekte ik een concept genaamd de coates engine.
http://www.coatesengine.com/files/theme/csrv_vs_poppet.html
Dit zou nog weleens de toekomst kunnen zijn.

Mocht de elektrische auto namelijk echt meer verkopen dan gedacht, zullen oliemaatschappijen de autofabrikanten onder druk zetten met slimmere systemen te komen. Deze zullen het uiteindelijk toch winnen van de elektroauto, omdat ze beter zijn, meer vermogen en vooral veel meer koppel hebben en per saldo minder CO2 uitstoten.

De verbrandingsmotoren zijn namelijk erg schoon.

[bbob]

Ben het deels met je eens toch is afmeting net zo belangrijk als gewicht. Ze zak veren is een mooi voorbeeld.

Ook in een auto heb je geen onbeperkte ruimte, misschien zelf het tegendeel. Het zal uiteindelijk gaan om de combinatie vermogen per kg / m3

[bogy]

aangezien het basisproduct nog steeds lithium is; den ik niet dat het volume per kg ineens met factor 2 gestegen is... er zal misschien iets zijn bijgekomen, maar veel zal het niet zijn denk ik hoor...

[Anoniem: 175233]

Of gewicht of volume het meest belangrijk is, hangt natuurlijk af van de applicatie... Bij vervoersmiddelen zijn tegenwoordig vooral gewicht en prijs van belang. Volume is iets minder kritisch.

Sowieso lijkt het me te verwachten dat het volume bij gelijke hoeveelheid energie ook kleiner is. Anders zit er wel een enorme hoge overhead op het volume...

[computerjunky]

HE ?

Gewicht en prijs zijn van belang maar volume minder ?

Je snapt dat deze 3 sterk met elkaar verbonden zijn toch ?

Een grotere maar goedkopere accu heeft een grotere ruimte nodig.
Als je een elektrische auto groter maakt om ruimte voor accus te maken word hij zwaarder.
Hierdoor zal hij meer vermogen gebruiken en de accu sneller leeg zijn.
Daardoor moeten er meer accus geplaatst worden en dat is duurder en weer zwaarder.

Een enkele accu die kleiner is kan daardoor wel duurder zijn maar het totaal plaatje kan daardoor wel beter en goedkoper zijn.

Volume is net zo belangrijk als prijs en gewicht omdat ze van elkaar afhankelijk zijn.

[nlvmark]

Ondanks dat je argumenten kloppen en ze inderdaad met elkaar verbonden zijn is deze verbondenheid maar een fractie van de gevolgen van die 3 afhankelijk van elkaar. Ik zal jouw voorbeeld blijven gebruiken.

Een grotere auto met een goedkopere en grotere accu die echter toch lichter is is dus niet perse zwaarder. De accu's wegen op dit moment honderden kilo's terwijl het frame met een paar centimeter verlengen niet zoveel gewicht hoeft op te leveren. Er zijn dus situaties te verzinnen waarin een grotere maar toch lichtere accu de voorkeur heeft.

Dit geldt ook voor jouw argumentatie m.b.t. de prijs, Stel een accu is 3 maal zo groot als een "normale" accu en heeft 2 maal zo grootte energiedichtheid maar weegt precies hetzelfde, deze accu zal dus 2 keer zoveel energie mee kunnen brengen De auto zou misschien een klein beetje zwaarder zijn in het geval dat ze de auto groter moeten maken dan gewenst door het gewicht van het frame, ook zal de luchtweerstand een stukje toenemen en door deze 2 dingen zal de auto meer verbruiken. Het is alleen moeilijk voor te stellen en vermoedelijk niet waar dat deze verbruikstoename een verdubbeling betekent. Oftewel de auto gaat nu langer mee op één acculading, weegt een klein beetje meer en is iets groter.

Conclusie: Gewicht, prijs en volume zijn verbonden maar de onderlinge relatie is sterk afhankelijk van de toepassing en er zijn genoeg toepassingen te verzinnen waarbij de relatie ondergesneeuwd wordt door andere eigenschappen.

[Anoniem: 604288]

In een auto hoeft ruimte helemaal geen probleem te zijn.
Meestal is dat het ook niet.
Wanneer wordt gekozen voor een bepaalde chassisopbouw maakt het niet echt uit of de accu iets groter of iets kleiner is, dat is totaal niet relevant.
Mocht er echt te weinig ruimte zijn, zoals bij merken als Porsche weleens het geval is, knal je er gewoon een andere motorconfiguratie onder (boxer of lijnmotor e.d.), of je gaat kijken of de motor in lengterichting i.p.v. in dwarsrichting geplaatst kan worden.

Elektrische auto's? Neehoor; nieuws: Volvo komt met eerste elektrische auto in 2019?

[Parody]

Dit maakt ook niet voor alle doelen uit. In auto's (of nog beter: vrachtwagens) is de grootte van zo'n accu belangrijk, maar gewicht is zeker niet uit te vlakken. Ruimte voor accu's kun je maken (dikkere bodem bijvoorbeeld). Minder kilo's mee slepen betekent ook verhoging van de efficiency.
Nog leuker wordt het voor stationair gebruik (zoals die Tesla accu's die je thuis kunt neerzetten). Daarmee zou je zonne- en windenergie op kunnen slaan. Maakt mij het uit dat m'n kruipruimte vol ligt met accu's, daar heb ik geen last van...

[GORby]

Maakt mij het uit dat m'n kruipruimte vol ligt met accu's, daar heb ik geen last van...

Tenzij ze het vormen van explosieve verbindingen niet onder controle krijgen natuurlijk
Momenteel blijkt dat nog een deel van de uitdaging te zijn.

[Anoniem: 80466]

Ik schat in dat ze met tien 10 keer 1000-1500 Wh per kg bedoelen.

Dat is 10 keer zoveel als een tradionele Li-Ion cell.
Een moderne Tesla accu zit al op 225-250 Wh per kg.

Ik lees dat ze een grafeen kathode gebruiken. Dat is waarschijnlijk een belangrijk verschil.
De kathode (bijvoorbeel van CobaltOxide) is nu vaak zo'n 40% van een Li-Ion accugewicht en de anode 15%. Als je kathode qua gewicht tot 10% kan terugberengen en de Anode met het zelfde gewicht verhoogt levert de batterij in potentie al 3 keer meer vermogen. Wel zal de batterij dan qua volume per kg fors toenemen omdat die van lichtere materialen wordt gemaakt. Energie per gewicht is echter op dit moment belangrijk ivm elektrisch autorijden.

Probleem is mogelijk wel dat bijvoorbeeld grafeen kathodes lastig (duur) te produceren zouden kunnen zijn en dus niet rendabel zouden zijn. Het kan dan dus nog heel lang duren voor die in consumenten producten verschijnen.

[WillySis]

Er is nog een tweede mits die we al heel vaak zijn tegengekomen bij nieuwe batterijtechnieken. Het aantonen dat iets mogelijk is en een praktijktest op kleine schaal is wel een eerste stap, maar nog ver verwijderd van (massa) productie.
Er komen de laatste vijf tot tien jaar met enige regelmaat berichten over betere batterij-technieken (sneller laden, hogere energie dichtheid enz.), maar ondertussen gaat de verbetering van de batterijen voor de consument erg traag.
Voorlopig zijn berichten voor de consument gelijk aan een dode mus.

[Ayporos]

Dat is niet zo maar een kleine mits... Gezien niks gerept wordt over de massa-dichtheid van deze accu's zou hij ook zo maar 100x of 1000x meer volume in kunnen nemen... dat zou die 10x meer energie per massa wel een beetje nogal teniet doen.

[Anoniem: 665365]

Al stoppen ze in mijn volgende telefoon een massief stuk uranium waardoor het ding een paar kilo zwaar wordt, zolang de afmetingen hetzelfde blijven en de batterijduur toeneemt ben in een tevereden mens.

[NBK]

Eh, je wil echt niet de hele dag met een paar kilo aan ballast in je broekzak rondlopen.

[sygys]

Ja precies een accu kan wel lichter zijn. Maar kan hij ook kleiner worden daardoor. Dat is de vraag. Toch denk ik dat je zulke accu's nooit zult gaan tegen komen in consumenten electronica. Als er van buiten af namelijk stoffen moeten worden toegevoegd die onder normale omstandigheden niet voor iedere gebruiker te voorspellen zijn. Krijg je nooit een stabiel product. Dat is het probleem

[Superstoned]

zeker, daar ik me bij deze tech ook afvraag of dit uberhaupt wel waterdicht kan zijn ;-)

Ook niet echt een universele oplossing, if not...

[Alxndr]

Waar blijven al die doorbraken waar we de laatste 5-10 jaar over horen?! Zuurstof, koolstof, waterstof, nanotech... en nog steeds moet ik iedere dag mijn smartphone opladen

[MrFrans]

En elk jaar kunnen de smartphones meer, grotere/betere schermen en processors, etc. De fabrikanten zullen hem vol blijven stoppen met nieuwere en betere hardware, waardoor je hem toch weer elke nacht moet opladen. De fabrikanten gaan er toch van uit dat wanneer je slaapt je mooi je smartphone kan opladen.

[Burr]

Dit komt grotendeels door de zuinigere OS en betere optimalisatie en betere verwerking van achtergrond processen. Android marshmallow toont bij de nexus lijn bv. 30% meer accuduur.

[Robbaman]

Je moet nog steeds je smartphone maar 1x per dag opladen. Net zo vaak als je 10x langzamere en de helft zo grote smartphone van 5 jaar geleden... Hier zijn meer factoren voor verantwoordelijk dan alleen accu technologie, maar ook die dragen ertoe bij dat je accu niet non stop aan de lader hoeft te liggen.

[SuperDre]

ligt er natuurlijk helemaal aan wat je met je smartphone doet.. genoeg mensen die een paar keer per dag hun smartphone moeten opladen (omdat ze bv het scherm op 100% hebben staan en bv 'zware' spelletjes spelen of veel video's kijken..

[Anoniem: 80466]

Wat je hoort zijn resultaten van experimenten in laboratoria.
Het is niet evident dat die producten geschikt zijn te maken voor massaproductie.

[debroervanhenk]

In het artikel hierover dat op Ars Technica staat, wordt gezegd dat het ten minste tien jaar duurt voordat deze techniek commercieel toegepast kan worden. Dus ja, tenzij er ineens een doorbraak plaatsvindt, moet je de komende tien jaar nog elke dag je telefoon opladen.

[Countess]

omdat je smartphone groter, sneller en energie verslindender is geworden.

[computerjunky]

Accu capaciteit is anders sinds 2012/2013 niet veranderd. we zitten nog steeds rond de 3000 mah en accuduur is beter geworden bij bijna alle toestellen.
Ze zijn dus juist zuiniger geworden.

Telefoons zulle niet groter worden dus de accu zal niet meer mee groeien met de grootte van de telefoons en dus ontstaat er stilstand qua accu capaciteit tot er nieuwe tech beschikbaar komt voor massa productie.

[Fermion]

De link werkt niet....

http://dx.doi.10.1126/science.aac7730

opgezocht:

http://www.sciencemag.org/content/350/6260/530.abstract

[Reactie gewijzigd door Fermion op 3 augustus 2024 15:06]

[Hardfreak]

Hier hoor ik nu een hoop onzin over efficiëntie voorbijkomen. Efficiëntie is de mate waarin de omzetting van de ene vorm naar een andere vorm plaatsvind. Een kachel is dus nooit 100% efficiënt in de omzetting naar warmte, want je hebt nog altijd x% van de beschikbare energie die omgezet wordt in licht en geluid.
Dat je warmte verliest via de schoorsteen heeft ook niets met efficiëntie te maken, want de hoeveelheid energie die omgezet wordt in warmte blijft hetzelfde. Waar jullie over praten is de efficiëntie waarmee hij de kamer opwarmt en daar komt het verlies langs de schoorsteen bij kijken.
Zelfde met de gloeilamp; die zet maar x% van de geleverde energie om naar licht, de rest van de geleverde energie wordt omgezet in warmte, een neveneffect dat als gevolg heeft dat een gloeilamp niet efficiënt is in zijn hoofdtaak: licht maken.
Bovendien, gloeilampen in de zomer daar heb je in NL niks aan, want dan is het toch warm genoeg.

//edit: dt fout, foei
//edit2: eten en typen = typo's

[Reactie gewijzigd door Hardfreak op 3 augustus 2024 15:06]

[Goderic]

Efficiëntie is de mate waarin de omzetting van de ene vorm naar een andere vorm plaatsvind

Nee, efficiëntie wordt over het algemeen gedefinieerd als nuttige energie gedeeld door verbruikte energie. De energie die door de schoorsteen naar buiten gaat wordt dan niet gezien als nuttige energie.

[SpiceWorm]

Een kachel is dus nooit 100% efficiënt in de omzetting naar warmte, want je hebt nog altijd x% van de beschikbare energie die omgezet wordt in licht en geluid.

Uuhm jawel, een elektrische kachel is 100% efficient in de omzetting van elektriciteit naar warmte. Ookal zou de spiraal opgloeien (en dus licht geven) dan nog wordt ook dat licht in dezelfde ruimte nog omgezet in warmte. Ook het geluid wordt uiteindelijk omgezet in warmte.

[computerjunky]

Leuk een accu die 8 a 10x meer capaciteit heeft met dezelfde grootte is altijd leuk maar dan zijn de fabrikanten natuurlijk helemaal niet meer gemotiveerd om zuinige hardware te gebruiken/ontwikkelen en zitten we in notime weer van 10 dagen per acculading op 1 dag.

Als mijn telefoon ineens 30000 mah zou hebben inp 3000 hoef ik gewoon maar 1x in de anderhalve maand mijn telefoon op te laden.
of mijn tablet gaat eindelijk 35 uur mee al die krengen zijn nu rete snel leeg met wat gamen.


Maarja er worden al jaren dingen uitgevonden ik wacht het wel af. vooralsnog lijkt de vooruitgang qua accu tot stilstand te zijn gekomen sinds 2012/2013 toen we 3000 mah bereikt hebben.
en een groot deel van die vooruitgang vanaf 2000 mah lijkt te zijn gekomen door grotere schermen en meer ruimte in de telefoon voor een grotere accu.

kleinere telefoons hebben nog altijd lagere accu capaciteit.

[Anoniem: 126513]

"dendrieten of boomvormige structuren"

Geweldig de natuur.

[worldfastest]

Laatste tijd vaak dit soort berichten dat men betere batterijen met langere gebruiksduur kunnen maken. Maar we zitten nog steeds met de accu's van 10 jaar geleden.

Wordt eens tijd dat er iets beters komt in het komende jaar ipv deze theoretische bevindingen waarbij het nog 10-20 jaar duurt voordat het werkelijk als massa product op de markt komt.

[batjes]

Nee hoor, mijn 2100mah accu is net zo groot als de 10 jaar oude 1500mah accu van mijn oude toestel.

[RoosW]

>> Wel moet er nog een manier gevonden worden om ervoor te zorgen dat er geen dendrieten of boomvormige structuren op het lithium gevormd worden die zover uit kunnen groeien, dat ze kortsluiting kunnen veroorzaken en zelfs exploderen.

Vind ik dan wel weer zoiets, zeker als je je kruipruimte met die dingen wilt vullen..

[Pb Pomper]

Bla bla bla. Dit is de zoveelste doorbraak in accu technologie. Ik zie al bijna tien jaar lang dit soort artikelen op wekelijkse basis voorbij komen. Maar we zien hier helemaal niets van terug. Ik snap dat het produceren in een lab anders is dan massaproductie, maar met de hoeveelheid doorbraken die gerapporteerd zijn moeten er toch een paar tussenuit springen? Sommige claimen zelfs een eenvoudiger en goedkoper productieproces.

[Snow_King]

In welke zin? Een rendement van 93% is best wel hoog. 93% van de energie die je er in stopt kan je er ook weer uit halen.

100% gaat nooit lukken, we kunnen het benaderen, maar niets is 100% efficient.

[Overv]

Je hebt een goed punt, maar er zijn wel voorbeelden van apparaten die 100% efficient zijn. Een kachel bijvoorbeeld zet alle energie om in warmte. Ook de straling warmt uiteindelijk de kamer op.

[AlphaRomeo]

Slecht voorbeeld, een kachel verliest ook warmte via de schoorsteen. Noem dan een waterkoker.
Edit: als je er vanuit gaat dat de waterkoker ook deels gebruikt wordt om je huis te verwarmen natuurlijk.

[Reactie gewijzigd door AlphaRomeo op 3 augustus 2024 15:06]

[Xthemes.us]

Waterkoker zit ook een rode opgehete staaf in dus is ook verre van 100% efficient. Je PC is ruwweg even efficient in electriciteit naar hitte omzetten als dat een waterkoker dat is.

[mae-t.net]

Als er een 'rode opgehete staaf' (Welke taal is dat? Lijkt op het eerste gezicht een beetje op Afrikaans maar dan zou het 'rooi verhitte staaf' zijn volgens Google, Nederlands is het in elk geval niet) in een waterkoker zou zitten dan zou het rendement inderdaad baggerslecht zijn, want bij 100 graden is geen enkel materiaal roodgloeiend dus dan gaat er kennelijk iets mis met de warmte-overdracht. Als je dat ziet gebeuren is er brandgevaar en dien je de defecte waterkoker terug te brengen naar de winkel voor gratis reparatie of vervanging.

In werkelijkheid is het element ongeveer even warm als het water, dus heeft een bijna ideale energie-overdracht. Het belangrijkste thermische verlies zit hem in de isolatie van de wand van de koker en in de ontsnappende waterdamp en stoom. Niet in het verwarmingselement.

Hoe dan ook, 93% voor een accu is behoorlijk goed. Bedenk daarbij ook dat die 100% alleen haalbaar is voor apparaten waarvan de bedoelde energie net zo laagwaardig vrijkomt als de verliezen, lees: verwarming.

Overigens geldt dat alleen als je deze apparaten opzichzelfstaand bekijkt. Bij het toevoeren van energie aan verwarmingsapparaten zijn er altijd transportverliezen, maar ook die waterkoker heeft dus geen 100% rendement (zie boven). Neem dan de electrische kachel als voorbeeld, maar ook dan heb je nog steeds transportverliezen.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 3 augustus 2024 15:06]

[LongBowNL]

Wat voor een kachel? Naar mijn inziens is zichtbaar licht geen warmte en daarnaast is geluid (knisperend hout?) ook een verspilling van energie. Ik ben geen expert op dit gebied, dus leg uit als ik compleet fout zit.

[misterbennie]

Het licht wordt tijdens de absorptie omgezet in warmte.
Dit geldt ook voor het geluid van knisperend hout.
Iets met behoud van energie.
Je kan het niet uit het niets laten verschijnen en niet in het niets laten verdwijnen.

Een straalkachel heeft 100% rendement.
Er gaat niets verloren en alle energie die erin gaat wordt uiteindelijk warmte.
Het rendement van het opgewarmde huis echter is nooit 100% en er zal altijd warmte ontsnappen.

[Anoniem: 70599]

Er gaat ook direct energie verloren hoor. Als de straalkachel binnen staat, een persoon buiten, en die persoon ziet door de ruit een spiraal of vlam gloeien, dan is dat verloren energie. De oogbol van die persoon, waar je niet voor stookt, wordt er misschien wel beter van.

Wat een onzin discussie is dit. Haha

[AeoN909]

Dan heeft deze accu ook gewoon 100% efficiëntie als we zo redeneren. 8% verlies in warmte en de rest bruikbaar als elektriciteit.

[Anoniem: 70599]

Gehehe de discussie gaat ook nergens over.

[SpiceWorm]

Dat is dan ook gelijk het enige apparaat wat een rendement van 100% haalt

Linkje naar het Science artikel doet het niet trouwens.

[Janpietertje89]

Je hebt een goed punt, maar er zijn wel voorbeelden van apparaten die 100% efficient zijn. Een kachel bijvoorbeeld zet alle energie om in warmte. Ook de straling warmt uiteindelijk de kamer op.

Onzin, een deel van de straling zal ook buiten de kamer belanden en niets bijdragen aan het verwarmen van de kamer.

Anyway, who cares of zijn smartphone 214% meer stroom nodig heeft om op te laden, als dat vervolgens betekent dat de accu 200% langer mee gaat? Dat zou ik er graag voor over hebben hoor!

[SpiceWorm]

Als je de kamer er bij betrekt heb je het opeens over het warmteverlies van de kamer. Maar een elektrische kachel heeft de energie voor 100% omgezet in warmte of in producten die zullen vervallen tot warmte.

[Erasmo]

Als een kachel 100% effecient is hoe verklaar je dan dat er as achterblijft.

[Anoniem: 511810]

Dat is een definitie issue.
Jij denkt blijkbaar aan e=mc2

[Erasmo]

Nope want dan zou je met de inhoud van je kachel half Nederland van energie kunnen voorzien.

[Anoniem: 511810]

dan snap ik je opmerking niet. wat heeft het achterblijven van as te maken met de efficiëntie van een verandering?

als je zoals jij doet eindproducten van een reactie bij het al dan niet efficiënt van een reactie betreft kan dat alleen al je totale omzetting van massa meeneemt. en dan kom je op e=mc2.
enlighten me.

[EliteGhost]

Heeft niks met efficientie te maken maar met de chemische reactie met zuurstof (want dat is ontbranding) waar de energie uit komt.

[CharlesND]

Het waterpompje in mijn tropisch aquarium... Pompt het water rond en wat er aan warmte vrijkomt helpt de temperatuur op peil houden. 100% efficiënt! .

[Reactie gewijzigd door CharlesND op 3 augustus 2024 15:06]

[Countess]

bijna, maar hij maakt ook nuttenloos geluid, wat ook energie kost.

[Alxndr]

zoals hieronder vermeld: nee, want geluid en schoorsteen. Noem dan een gloeilamp, levert licht en warmte, beide dingen waar je in NL wat aan hebt
(mijn grootste bezwaar tegen het verbod op de gloeilamp)

[Vayra]

Ach, het was vooral een cynische opmerking richting de zoveelste 'geweldige en gedroomde' batterij/accu technologie. Elke maand zien we wel een artikel langskomen met deze strekking, allemaal met geweldige beloftes.

Eerst zien, dan geloven