NEC boekt vooruitgang in alternatieve accu-techniek

Het Japanse technologiebedrijf NEC zegt een doorbraak in batterijtechniek te hebben bereikt. De accu's met organische radicalen die het bedrijf ontwikkelde, moeten tienduizend keer ontladen en geladen kunnen worden.

De accu van NEC werkt op een redox-reactie van radicalen, wat wil zeggen dat zogeheten radicalen - moleculen met vrije elektronen - omkeerbaar geoxideerd en gereduceerd kunnen worden. Deze redox-reactie is snel, waardoor de accu's eveneens zeer snel ontladen en weer opgeladen kunnen worden. NEC ontwikkelde dit type accu, ook wel bekend als ORB, in 2001 en het bedrijf heeft nu de energiedichtheid van zijn accu's verhoogd. Het elektronicabedrijf zegt 5.000 watt per liter te hebben gerealiseerd, een verbetering van een factor drie ten opzichte van zijn huidige batterijen.

De accu's worden geprint, waarbij de inkt voor de elektrode gelijkmatig wordt verdeeld. Een tweede verbetering betreft de uniformiteit van het organische radicale materiaal en de koolstofvezel die de tweede elektrode vormt. Volgens NEC zouden accu's die met deze techniek worden gemaakt, ten minste 10.000 maal geladen en ontladen kunnen worden. Een batterij ter grootte van een muntje en 1mm dikte zou een ontlaadstroom van 1A kunnen genereren en 2W aan elektriciteit kunnen leveren. De accu's zouden onder meer in e-paper, smartcards en draagbare elektronica een toepassing kunnen vinden. NEC werkt nog aan een methode om de accu's gebruikersvriendelijk te maken, bijvoorbeeld door ze via inductie oplaadbaar te maken.

Reacties (40)

Eigenlijk had ik stilletjes gehoopt, dat het een utracap zou zijn. Zo'n super condensator van vele Farads. Er schijnt oa al wel een schroefboormachientje met een ultracap of hoe je zo'n energiebron ook noemt te zijn. Die kan je in 90 sec. laden en een 30 tal min. mee schroeven. Terzijde: Ooit een keer een electronica bouwonderwerp gezien in de Elektuur voor een fietsachterlicht die dan bleef branden als je stil stond. Hier zat een grote super compacte condensator bij in als energie opslagbron.

Wat ik mij dan afvraag, je kan niet meer energie eruit halen dan je erin steekt, met die gedachten veronderstel ik dan dat gedurende die 90sec die oplader misschien wel 3000W uit je stopcontact trekt. Klopt dit?

ten eerste hij heeft het waarschijnlijk over de colemans flashcell . die kan met 90 sec opladen helaas geen dertig minuten schroeven, maar slechts ongeveer 22 schroeven indraaien.

3000 watt uit het stopcontact lijkt me niet waarschijnlijk want uit P=UxI =3000=220xi volgt dat je dan 13.6 ampere uitje stopcontact trekt. de meeste stoppen zijn of 10 of 16 ampere. in het ene geval slaat de stop dus door en bij de 16A stop moet je een eigen groep aan deze schroevendraaier geven.

edit: linkje toegevoegd

[Reactie gewijzigd door Chappelli op 17 februari 2009 09:57]

Waarom zou je hopen dat het een ultracap is? Als je vergelijkbare capaciteiten in accutechniek kan uitvoeren zit je weliswaar iets slechter met je laadtijd, maar veel beter met je ontlaadkarakteristiek. Bij een ultracap daalt je spanning lineair mee met het ontladen en heb je dus een wat moeilijkere converter nodig om het grootste deel van de opgeslagen energie te kunnen benutten.

Bij een ultracap vinden er tijdens het gebruik geen scheikundige processen plaats. Er is ook geen 'geheugeneffect', geen zelfontlading en bijna geen slijtage etc. imho echt de ultieme energieopslaander. Zeg maar waar je over leest, en bij wegdroomt, in de sciencefiction boeken.
Grote investeerders zijn druk doende met het 'funden' van utracapachtige projecten.oa
maxwell en Green Car Ook de nodige patenten zijn aangevraagd. Intelligente laad/ontlaad regelelectronica ontwikkelen voor oa reguliere toepasbaarheid zal imho niet de bottleneck zijn.

[Reactie gewijzigd door pentode op 17 februari 2009 22:20]

De electronica hoeft niet eens intelligent te zijn (de ontlaadcurve is een stuk basaler dan die van een accu), maar moet over een groter spanningsbereik zijn werk goed doen. Het is dan lastiger om een betrouwbare schakeling met een mooi rendement te krijgen. Niet onmogelijk dus, maar een reden dat de accutechniek in de praktijk nog veel gebruikt zal blijven.

Wat zit erin? Hg, F, Cl, .. U ?
Waarschijnlijk iets met Mangaan
Volgens mij sowiso stoffen die we liever niet meer in onze dildo's gadgets hebben.
Waarom denk ik dat? Omdat je stevige redox-reacties nodig hebt, mangaan is daar goed voor bekend. Hoe gevaarlijk mangaan is weet ik eigenlijk niet.

Er zijn al andere batterijen op de markt die efficienter zijn dan de huidige meestgebruikte. Zouden we die stap neit al eens zetten. (op basis van zilver, of Li+organisch materiaal)

Gezien de term ORB - Organic Radical Battery lijkt dit gebaseerd op Organische chemie. Daaronder vallen normaal gesproken reacties met C, H, O en N, maar niet reacties op basis van Hg of Mn.

Het menselijk lichaam bevat tientallen mineralen, dus in principe zijn de wat exotischere materialen nog steeds organisch

dit lijkt me een zeer interesante technologie.
niet zo zeer voor mobiele apparaten ( toch wel maar de mobile apparaten vandaag de dag gaan al redelijk wat uurtjes mee. )

Dit is denk ik toch een zeer mooie technologie voor electrisch vervoer.
zo is een electro scooter te realiseren met ong 1-5 liter accu, en een auto met 40-60 liter accu( die normaal toch al een minimum van 40 liter tank hebben ). evt een bus of sport auto met 100+ liter

al denk ik dat ze dan toch nog wat moeten tweaken. zo zou een 5 kw variant van deze accu's genoeg zijn om een brommer van 2.5 kw 2 uur te laten rijden ( ongeveer, uitgaande van 0% verlies )

Voor een simpele lichtgewicht auto zou een accu van minimum 9 liter voldoende moeten zijn.
uitgaande van 45kw( ong 65 pk ) zou een auto met een 9 liter accu 1 uur kunnen rijden ( maximaal verbruik, en uitgaande van 0 verlies )

berekeningen zijn niet 100%, hier moet nog verlies etc bij gerekend worden. en als het tientallen uren duurt om de auto weer op te laden is het ook niet interesant. ( tesla heeft dit probleem )

al denk ik dat ze dan toch nog wat moeten tweaken. zo zou een 5 kw variant van deze accu's genoeg zijn om een brommer van 2.5 kw 2 uur te laten rijden ( ongeveer, uitgaande van 0% verlies )

Voor een simpele lichtgewicht auto zou een accu van minimum 9 liter voldoende moeten zijn.
uitgaande van 45kw( ong 65 pk ) zou een auto met een 9 liter accu 1 uur kunnen rijden ( maximaal verbruik, en uitgaande van 0 verlies )

Eh, dit klopt toch niet hoor.

Fysica recap:
vermogen (in watt) != energie (in joule)
vermogen (in watt) == energie/tijd (in joule/seconde)

Dus die 5000 watt is simpelweg maximaal vermogen. Je kunt dus met 0,5l al een brommertje laten rijden (theoretisch voorbeeld), want je haalt genoeg vermogen. Hoe lang je dat brommertje kunt laten rijden, weet je niet, aangezien je niet weet hoe lang je die 2500 watt kunt leveren, aangezien je niet weet wat de hoeveelheid energie/capaciteit van de batterij is.

Wat speciaal is aan deze batterij, is z'n hoge vermogen/inhoud (oftewel watt/liter). Daarom dat ze ook voorbeelden als e-paper, smartcards en draagbare elektronica aanhalen, aangezien je daar geen dikke batterij in wil, maar wel een redelijk vermogen. Maar nogmaals, je weet nog steeds niet hoe lang de batterij zal meegaan, enkel dat ie een hoog vermogen levert in verhouding tot zijn volume.

En wat is dan de capaciteit? We weten nu alleen wat de maximale stroom en vermogen zijn, en daarmee ook de spanning, maar de capaciteit is eigenlijk ook wel heel interessant.
Ook staat er een klein foutje in het artikel, de bron zegt 100mA stroom en hier staat 1A.

[Reactie gewijzigd door McGryphon op 16 februari 2009 19:29]

De bron meld 100mA voor het opladen als je dat 10.000 wil doen.

Het onladen kan met 1A max en kan daarmee 2W leveren.
Wat dus geeft dat een cel 2V als leverspanning heeft.

Ik vraag mij dan af wat het aantal Ah van die cel (accu) is.
En hoeveel het zou kosten.

Ze noemen kleine mobiele toepassingen.
Is er dan geen toepassing mogelijk voor vermogende producten zoals elektrische-aandrijving.

Is er bij die massa/grote een warmte probleem.
Of is de massa per cel te groot.

Edit///
Dit is een PDF met meer technisch uitleg van de techniek in 2005.
http://www.nec.co.jp/techrep/en/r_and_d/a05/a05-no3/a262.pdf

Daaruit haal ik dat deze accu's een hogere energie behoefte kunnen geven dan Li-ion accu's per KG (kW/kG) (computer vs laptop)
Maar dat de wh/kg 1/10 van li-ion is, dus het gewicht is hoger om evenveel vermogen te blijven leveren.


Ze hebben zich daarom in 2005 meer gekeken naar noodvoorzienings en UPS achtige omstandigheden.

Maar dat was in 2005, 4 jaar geleden.

[Reactie gewijzigd door gp500 op 16 februari 2009 20:29]

Komop, ben je een Tweaker of niet?
Volt x Watt = Amp, dus in dit geval 0.5 Volt spanning.

Mag ik je even verbeteren? Volt x Ampere = Watt (UxI=P) Dus V = W/A Wat dus neerkomt op 2 Volt.

En dan weet je nog niets over de capaciteit.

Die 100mA is volgens het bron artikel de laadstroom wil je 10000 keer kunnen herladen.

Capaciteit kun je zo groot maken als je wilt. Je batterij wordt er natuurlijk ook groter van. Waar het om gaat is de hoeveelheid energie (In Joules of Watt uren) per gram batterij.

Of per ruimte-eenheid: J/m³ is ook zeer interessant voor mobiele toepassingen. Dat lijkt mij nog belangrijker dan het de energiedichtheid per gram, tenzij je het wil gaan inzetten voor bijvoorbeeld elektrische auto's waar het gewicht weer van meer belang is.

inderdaad, je wilt het aantal amperes per uur weten of zoiets... Dan weet je hoe lang de batterij mee zou kunnen gaan als je het verlies aan lading over de tijd even verwaardeloost... Ik ben het met jullie eens dat dit niets over de capaciteit zegt.

[Reactie gewijzigd door squindahr op 16 februari 2009 21:08]

neej, je wil het aantal Wh weten, dus Watt * uur.

Een andere maatstaf is Ah, dus ampere * uur niet per uur.

Als je weet hoeveel ampère de accu een uur lang kan leven bij een vastgestelde hoeveelheid volt weet je de lading ook hoor. Wat ik vaak zie bij batterijen is het aantal ampères die gedurende een uur geleverd kunnen worden. Als je Binas er dan bij pakt kun je het aantal Watt per uur uitrekenen als je daar behoefte aan hebt

Zie hier, ampere uur : http://en.wikipedia.org/wiki/MAh

precies, en dat is ampere-uur, niet ampere per uur

5.000 watt per liter

Dat is vermogen, geen capaciteit. Als je wist hoe lang je die 5000 watt kunt leveren, weet je de energie/capaciteit. Weten we echter niet, dus misschien gaat die batterij maar 1 seconde mee, heb je ook niet veel aan

100mA zou raar zijn, dan moet de batterij namelijk 20 Volt leveren om tot 2 Watt te komen.. Dat soort voltages komen gewoon niet voor bij redox reacties..

3x zo hoge energiedichtheid lees ik. Is dat 3x zo hoog als Li-ion accu's of 3x zo hoog als hun vorige ORB's?

Hoe toepasbaar zouden deze accu's zijn in mid-sized toepassingen, zoals laptops, telefoons, UPS'en, draadloze muizen, foto-/videocamera's, etc?

En is deze techniek ook in een standaard penlite/potlood-batterij te gieten om tegemoet te komen aan apparaten die daar nog gebruik van maken?

En hoe zit het met de zelfontlading? M.a.w. hoeveel procent per maand/jaar raakt dit soort accu van z'n lading kwijt zonder gebruikt te worden? Bij NiMH is dat bijvoorbeeld zo'n 10% per maand, bij Alkaline zo'n 2% per jaar.

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 16 februari 2009 20:02]

Ik neem aan dat er Wh bedoeld wordt ipv W. Dus 5000Wh per liter = 5kWh per liter.

Dat is behoorlijk veel al zeg ik het zelf.

[Reactie gewijzigd door joopv op 16 februari 2009 20:05]

Da's zeker veel, 2 liter van dat spul is genoeg om een dag lang een gemiddeld huishouden van stroom te voorzien .:)
Trouwens ook een stuk beter dan een menthanol brandstofcel, die doet 1,1liter/kWh.

kWh/l bedoel je hoop ik?

Als je klinkt op die link zie je 1.1L/kWh, wat dus gelijk is aan 0.91 kWh/L

Er zijn al lithium ion accus van 2.8 kWH per Liter. Maar de meeste lithium ion accus die nu commercieel worden gebruikt hebben een energiedichtheid van 300W per liter.

Klinkt goed! benieuwd of ik de accu van mn iPhone 3G hier ooit nog eens door kan vervangen

Tegen de tijd dat die batterijen uitkomen, is de garantie van je iPhone al verlopen, en mag je 'm openschroeven en de accu door zoiets vervangen
Hier zie je hoe dat zou kunnen: http://techon.nikkeibp.co.../NEWS_EN/20081226/163408/

"This design does not allow the user to easily replace the battery," said an engineer from a Japanese component manufacturer.
In fact, Apple offers battery replacement service for iPhone 3G users by replacing the handset itself.

Heel erg veel succes gewenst!

Een geweldige stap lijkt me en dit zou wel eens de doorbraak kunnen betekenen voor het "nieuwe rijden". Misschien is dit, over een paar jaar, ook wel een goede opkikker voor de economie. Ik kan me voorstellen dat er heel veel toepassingen zijn voor deze techniek.

En..geen stekker meer nodig om je mobiel op te laden!

[Reactie gewijzigd door NL-JP op 16 februari 2009 23:07]

Steek twee pinnen in een appel en je bent vrijwel net zo ver....
Bovendien moet je die niet opladen

jij mag blij zijn als je met de hele groenteboer 1,5 volt kan leveren

Niet opgelet bij scheikunde? Voltage van een redox reactie hangt niet af van het volume..