Onderzoekers van de Duitse Universiteit van Kiel ontwikkelen een lithium-ionaccu waarbij de anode volledig uit silicium bestaat. Volgens de wetenschappers leidt dit tot een energiecapaciteit die tot tien keer zo groot is als die van reguliere lithium-ionaccu's.
Volgens de onderzoekers heeft silicium als materiaal relatief gezien de hoogste energiedichtheid en is het daarom in theorie erg geschikt voor accu's. De stabiliteit van silicium was tot nu toe echter een probleem; bij het opnemen van een grote hoeveelheid lithiumionen zet het materiaal met vierhonderd procent uit, waardoor het zou kunnen breken. De onderzoekers denken dat probleem op te lossen door het silicium toe te passen in de vorm van heel dunne draden.
Uit onderzoek blijkt dat silicium zich veel flexibeler gedraagt als het wordt geproduceerd in de vorm van een dunne draad. Dat principe wordt toegepast op poreus silicium. Het silicium is daarbij voorzien van nanoporiën in de microstructuur, waardoor er meer vrij volume is en er meer ruimte is om uit te zetten. Om te voorkomen dat de contactpunten van de anode breken, hebben de onderzoekers een methode ontwikkeld voor een stabiele verbinding tussen beide. De kathode wordt hierbij gemaakt van zwavel, wat net als silicium een hoge energieopslagcapaciteit heeft.
Om de levensduur van de siliciumanodes verder op te rekken, moeten ze door middel van een wafer worden geproduceerd. Zo is het mogelijk om oneffenheden van het oppervlak van de wafer in kaart te brengen; deze oneffenheden beperken de prestaties van de anode.
Voorlopig komen er nog geen accu's op basis van deze technologie op de markt. De onderzoekers erkennen dat het beschreven proces lang duurt en erg duur is. Een prototype moet over drie jaar gereed zijn. Als een dergelijke lithium-ionaccu op basis van silicium realiteit wordt, zal deze niet alleen veel langer meegaan, maar bijvoorbeeld ook veel sneller zijn op te laden dan de huidige lithium-ionaccu's.