Uit het vorige artikel over innovatieve accutechnologie bleek dat de solidstateaccu nog ver weg lijkt te zijn. Ondanks veelbelovende 'doorbraken' kampen start-ups en onderzoekslaboratoria nog steeds met de stabiliteit, temperatuur en de levensduur. Dit heeft vooral te maken met de lithiummetaalanode, de minpool van een elektrochemische accu die normaal gesproken bestaat uit grafiet. Deze 'nieuwe' anode levert in theorie de hoogste gravimetrische capaciteit op en wordt dan ook gezien als de heilige graal van anoden en dat levert een veel hogere energiedichtheid op dan momenteel gangbaar is in de huidige accu's. Die zouden daardoor een factor twee tot vier meer energie kunnen opslaan met dezelfde omvang en hetzelfde gewicht, wat een baanbrekend verschil zou kunnen opleveren: EV's zouden bijvoorbeeld twee keer zo ver kunnen rijden, een smartphone zou een kleine week mee kunnen gaan en ook voor vliegtuigen zouden dergelijke accu's uitkomst bieden.
Het vorige artikel besloten we met de conclusie dat het al meer dan tien jaar niet lukt om een solidstateaccu met lithiummetaalanode goed werkend te krijgen, althans niet zonder hoge werktemperatuur en mét een lange levensduur en hoge laadsnelheid. Omdat het er niet op lijkt dat dit binnen afzienbare tijd wel het geval is, wordt er nu concreet gekeken naar een ander type anode: een van silicium.
Silicium (Si), in het Engels silicon, wordt ook al jaren gebruikt voor computerchips, lasers, glas, keramiek, zonnepanelen en glasvezel. Dit metaalachtige materiaal is op zuurstof na met 25,7 procent het meest voorkomende element in de aardkorst. In tegenstelling tot veel andere grondstoffen voor batterijen is het dus in overvloed aanwezig, met de kanttekening dat het meestal niet in pure vorm voorkomt, maar in verbindingen zoals siliciumdioxide (SiO2) of silciumcarbonaat (SiCO4). Silicium is bovendien een stuk goedkoper dan grafiet en er is per accucel minder van nodig. Wereldwijd werken talloze bedrijven aan een siliciumanode en de ontwikkeling ervan is in een zeer vergevorderd stadium. Het Amerikaanse Amprius beweert concreet dat een grote EV die nu 500km ver komt, met dit type accu een bereik zal krijgen waarmee 900km gehaald kan worden.
In dit artikel bespreken we de laatste ontwikkelingen, praktijkcases en producten met dit type accu die er al zijn en die we op korte termijn kunnen verwachten.
Een ruw stuk siliciumcarbide. Bron: eigen foto
Siliciumanode: de mogelijkheden en knelpunten
Het gebruik van silicium in accu's (Si-accu's) is niet helemaal nieuw. Al in 2002 toonde een studie van Yoshio et al. aan dat het toevoegen van silicium als anodemateriaal een positieve impact kon hebben op de energiedichtheid. In 2014 ontwikkelde Amprius, momenteel een van de bekendste spelers in de markt van siliciumanodes, een siliciumnanowiregrafietaccu en zou daar ook enkele honderdduizenden van hebben verkocht. Rond diezelfde tijd ontdekte RGS Development, gespecialiseerd in zonnepanelen, dat het productieproces voor siliciumwafers in zonnecellen ook geschikt bleek te zijn om nanogestructureerd silicium voor accu's te maken; op die manier kon silicium worden toegevoegd aan grafiet, wat leidde tot de oprichting van het Nederlandse bedrijf E-magy. In 2016 werd het eveneens Nederlandse LeydenJar opgericht, als spin-off van TNO. Ook zij specialiseren zich in siliciumanodes. Andere fabrikanten die hiermee bezig zijn, zijn onder andere Ionblox, StoreDot, Applied Materials, LG Chem, Samsung SDI en SolidPower, dat zich richt op solidstateaccu's, maar dan op basis van silicium in plaats van lithiummetaal.
De voordelen van silicium. Bron: LeydenJar
Siliciumanode
Grafiet heeft stabiele elektrochemische prestaties, is op grote schaal beschikbaar en biedt een lange levensduur van vele duizenden cycli, maar het nadeel van grafietelektroden is de relatief lage capaciteit. Zo kan in grafiet slechts één lithiumatoom per zes koolstofatomen worden opgenomen. Ook het verder opvoeren van het laadvermogen is een knelpunt voor de toekomst. Op een laag vermogen is de levensduur prima, maar op een hoog vermogen stijgt de kans op de vorming van dendrieten in de elektrolyt.
Het gebruik van silicium in plaats van grafiet kan de anodecapaciteit van een accu op papier met een factor tien tot twaalf verhogen. Een siliciumatoom kan namelijk meer dan één lithiumion binden; in theorie kan een anode van silicium twaalf keer zoveel lithium per kilogram bevatten in vergelijking met grafiet en dus een veel hogere energiedichtheid bieden. Los van een hogere energiedichtheid zou een siliciumanode ook sneller opladen mogelijk maken. Voor de korte termijn lijkt deze methode het hoogst op de lijst te staan om de energiedichtheid van accu's te verhogen, maar een factor tien zal nooit gehaald kunnen worden, omdat de anode natuurlijk slechts een deel van een accu is. Toch is er wel sprake van een aanzienlijke groei, variërend van veertig procent meer capaciteit tot een verdubbeling ten opzichte van wat nu gangbaar is.
Het opzwellen van het silicium leidt tot snellere degradatie. Bron: Tesla Battery Day 2020
Knelpunt: silicium zwelt op
Het probleem is dat het gebruik van silicium tot nu toe in de praktijk beperkt was doordat het opzwelt tijdens het laden. Bolletjes silicium kunnen lithium opnemen door een kristal van lithium en silicium te vormen (Li15Si4), maar het probleem hierbij is dat de bolletjes bij het opladen uitzetten tot wel 360 procent van hun oorspronkelijke grootte en vervolgens kunnen scheuren. Dit proces herhaalt zich dus iedere laadsessie en dat is logischerwijs schadelijk voor de accucel. Daardoor was de levensduur, oftewel het aantal cycli dat je kunt laden en ontladen, met siliciumanodes een groot probleem en de toepassing van een siliciumanode dus geen concrete optie. Verschillende bedrijven claimen nu echter oplossingen te hebben gevonden voor dit probleem.
Een microscoopopname van het poreuze silicium. Het poeder bestaat uit deeltjes van minder dan tien micrometer groot met kleine poriën op nanoschaal. Bron: E-magy
Silicium met of zonder grafiet
Grafietwinning vs. silicium
Grafiet wordt gebruikt voor diverse processen en producten, waaronder vuurvaste materialen, oliewinning, de staalproductie, potloden en remvoeringen. Sinds de jaren tachtig wordt het ook gebruikt in accu’s als anodemateriaal, onder andere voor nikkelmetaal en lithiumion. Het kan worden opgegraven uit de bodem, zowel boven- als ondergronds, maar het wordt ook gewonnen uit cokes, een soort steenkool. Silicium is veel makkelijker te vinden. Heel plat gezegd is silicium gewoon zand dat op een bepaalde manier gezuiverd is. Het is daardoor veel milieuvriendelijker te winnen dan grafiet. En er is per accucel ook veel minder van nodig (10kg vs. 60kg grafiet).
De toegenomen energiedichtheid, maar in feite ook de mate van opzwellen, is afhankelijk van de hoeveelheid silicium die wordt gebruikt. Er zijn namelijk twee verschillende methodes om silicium toe te voegen. De eerste methode is het volledig vervangen van grafiet door silicium, maar dit is in de praktijk vrij zeldzaam; alleen LeydenJar en Amprius doen dit, voor zover bekend. De meeste accuontwikkelaars gebruiken nog steeds grafiet als basis en voegen daar silicium aan toe, variërend van slechts enkele procenten tot wel 80 procent. Vanzelfsprekend hebben beide methoden voor- en nadelen. Het toevoegen van silicium aan grafiet is eenvoudiger te realiseren dan het volledig vervangen van de anode. En hoe meer silicium wordt toegevoegd, hoe uitdagender het wordt om het opzwellen van het silicium in goede banen te leiden. Op dit moment worden accu's waar een beperkte hoeveelheid silicium aan is toegevoegd, al gebruikt. Tesla doet dit al enkele jaren in zijn huidige cellen, al zou het naar verluidt gaan om ongeveer tien procent. Topman Elon Musk heeft meermaals gezegd dat het bedrijf bezig is met het toevoegen van meer silicium, onder andere tijdens Battery Day in 2020. Het toevoegen van silicium was, samen met de veel grotere 4680-cel, een methode om de energiedichtheid te verhogen en tegelijkertijd het gewicht en de kosten te verlagen.
Een slide uit de presentatie tijdens de Tesla Battery Day 2020
De voordelen van een siliciumanode zijn legio. Een van de belangrijkste pluspunten betreft een hogere energiedichtheid. Accufabrikant Amprius heeft dit de afgelopen jaren opgeschaald van 360 naar 450 en recent zelfs 500Wh per kg; dat is grofweg twee keer zoveel als traditionele accucellen met een grafietanode. Dit betekent dus dat een accu met evenveel cellen en hetzelfde gewicht een beduidend hogere capaciteit biedt. Stel dat de capaciteit twee keer zo hoog is, dan zou een smartphone dus dubbel zo lang meegaan en een EV zou er twee keer zo ver mee kunnen rijden; dat zou tamelijk baanbrekend zijn. Tegelijkertijd is het omgekeerde net zo goed denkbaar en zelfs nog logischer: met een kleinere accu met minder cellen en minder grondstoffen zou een EV even ver kunnen rijden, en waarschijnlijk verder, want een lager gewicht levert een betere energie-efficiëntie op en dus een lager verbruik. Minder cellen betekent dat er bij het ontwerp kan worden gekozen voor bijvoorbeeld meer ruimte in het interieur. Het aantal kWh blijft dan dus gelijk, maar de omvang en het gewicht nemen af. En er zijn dus veel minder grondstoffen nodig, wat een positieve impact heeft op het milieu. Lithium is uitgezonderd, want dat is bepalend voor de capaciteit.
Een ander voordeel is dat het mogelijk is om sneller te laden: één silicium 3,75 lithiumionen aan zich laten binden (Li3.75Si), terwijl grafiet blijft steken op één lithiumatoom per zes koolstofatomen. De accucellen met siliciumanodes die momenteel bestaan, al dan niet experimenteel, kunnen overwegend met een hoger laadvermogen, oftewel een hogere laadsnelheid, overweg. Zo claimt StoreDot heel concreet dat zijn 100in5-XFC-cellen voor EV's in vijf minuten tijd 160km kunnen toevoegen. Momenteel laden de snelste EV's met een vermogen van 270kW bij 350kW-laders, maar dit zou dus verder kunnen worden opgevoerd. Dat sluit aan bij nieuwe generaties snelladers die onlangs aangekondigd zijn die kunnen laden tot wel 500kW vermogen.
Al met al zou het er ook toe leiden dat accu's per kWh significant goedkoper worden. Silicium is veel goedkoper dan grafiet en bovendien is er voor een gemiddeld accupakket slechts 10kg van nodig in plaats van 60kg grafiet. Heel concreet claimt StoreDot dat haar XR-cellen in een EV 4500 dollar goedkoper zouden zijn dan een conventionele accu met vergelijkbare capaciteit.
Ontwikkelingen, cases en praktijkvoorbeelden
Silicium lijkt dus hét ingredient te zijn dat accu's een hogere dichtheid kan geven en het vereist ook nog eens minder grondstoffen en is dus goedkoper. Maar hoe ver zijn de ontwikkelingen nu en voor wat voor producten zijn de eerste productiecellen interessant?
Kleine en grote producten
Een accu die in dezelfde behuizing meer energie bevat, klinkt interessant voor praktisch alle doeleinden, maar natuurlijk is er een onderscheid tussen gemak en noodzaak. Voor kleine apparaten, zoals een smartwatch, is er weinig ruimte voor een accu en daardoor is de werkduur beperkt tot één à twee dagen. Inmiddels is het gebruikelijk om zo'n horloge, net als een smartphone, iedere dag op de lader te leggen. Een smartwatch met een Si-accu zal ofwel langer mee kunnen gaan of kleiner kunnen worden doordat de accu, de grootste component, fysiek kleiner kan worden. Hetzelfde geldt voor min of meer vergelijkbare producten, zoals andere wearables, bluetoothoortjes en drones (een lichtere accu betekent een langere vliegduur).
Dat laatste geldt eveneens voor elektrische vliegtuigen: er is een maximaal gewicht aan accu's dat je kunt meenemen en dat beperkt de vliegduur. Een hogere energiedichtheid zou een groter bereik betekenen, dat nu nog beperkt is tot iets meer dan één uur vliegtijd. En in alle gevallen hebben de makers van Si-accu's hun vizier duidelijk gericht op elektrische auto's. De voordelen spreken voor zich: de cellen bieden een combinatie van een groter bereik, hoger laadvermogen, lager gewicht, minder volume en last but not least lagere kosten. Toch zijn er ook doeleinden waarvoor ze minder voor de hand liggen, zoals bufferopslag. Accu's op basis van lithiumijzerfosfaat, ofwel LFP, zijn goedkoper en de lagere dichtheid is geen groot bezwaar.
Een knelpunt van Si-accu's is op dit moment nog de levensduur. Dat komt vooral door het opzwellen van het silicium tijdens het laden. Dat proces is onder controle, maar het aantal cycli is op dit moment nog lager dan van de huidige accu's: ongeveer 500 tot 1300 cycli van 0 procent leeg naar 100 procent vol en vice versa. Na dat aantal cycli is de accu nog steeds bruikbaar, maar de resterende capaciteit is dan tot 80 procent afgenomen, wat een belangrijk ijkpunt is. De verwachting is dat het aantal cycli de komende jaren zal toenemen. Dat betekent vermoedelijk dat we in eerste instantie kleine producten met een beperkte levensduur gaan zien, zoals smartwatches en drones, en pas op een later moment elektrische auto's. Toch zijn voor die laatste groep wel concrete plannen aangekondigd.
De Mercedes EQG krijgt een accu met siliciumanode van Sila.
Sila en Mercedes-Benz
Zo sloot Mercedes-Benz een overeenkomst met het Amerikaanse Sila, een bedrijf dat sinds 2011 bezig is met siliciumanodematerialen. Het bedrijf noemt een energiedichtheid van 800Wh/l op celniveau, het aantal Wh/kg wordt helaas niet genoemd. In 2021 bracht het bedrijf een eerste product op de markt in de vorm van de Whoop-fitnesstracker die, naast hartslag en huidtemperatuur, het zuurstofgehalte in het bloed controleert; het apparaat zou een 17 procent hogere energiedichtheid hebben en 33 procent kleiner zijn dan normaal en 5 dagen meegaan op een lading.
Mercedes-Benz kondigde eind 2022 aan dat het in 2025 een EV op de markt gaat brengen die gebruik zal maken van Si-accu's van Sila. Het gaat om de EQG die hierdoor een grotere actieradius zou hebben dan anders mogelijk zou zijn voor een zware terreinwagen. Vergeleken met de courante cellen met een vergelijkbaar formaat, zou de technologie van Sila een 20 tot 40 procent toename van de energiedichtheid mogelijk maken. Mercedes-Benz investeerde in 2019 in Sila en heeft hoge verwachtingen voor een volgende generatie EV's met deze accutechnologie. Het bedrijf is onduidelijk over wanneer deze uitvoering exact verwacht wordt. Het stelt namelijk dat 'next-level celchemie vanaf het midden van het decennium de eerste voertuigen van Mercedes-Benz zal aandrijven', maar de lancering van de EQG staat al voor 2024 gepland. Het lijkt er dus op dat er pas op een later, op een niet specifiek geformuleerd moment, een speciale uitvoering met een optioneel groter bereik zal uitkomen.
Een vliegend prototype van de Lilium Jet in Duitsland
Ionblox en Lilium
Zoals eerder benoemd, lijken Si-gebaseerde accu's zeer interessant voor kleine vliegtuigen, vooral omdat gewicht daar een beperkende factor is. Al sinds 2015 wordt er getest met de Lilium Jet. Dit is een vijfpersoonsluchttaxi die zowel horizontaal als verticaal kan vliegen en ook stil kan hangen in de lucht. De huidige protoypes zijn voorzien van 36 elektromotoren en moeten uiteindelijk een bereik halen van ongeveer 300km met een vliegtijd van één uur. Tijdens het cruisen is minder dan 150kW vermogen nodig; de meeste energie is nodig voor het opstijgen. Het Duitse Lilium heeft een samenwerking met accuontwikkelaar Ionblox en zou zijn accutechnologie op basis van silicium gaan gebruiken. Die cellen zijn volgens eigen zeggen gevalideerd door verschillende labs en EV- en eVTOL-oem's, wat zou hebben aangetoond dat zij 1300 cycli gehaald hebben gedurende 800 dagen volgens testprotocollen van het United States Advanced Battery Consortium, ofwel Usabc. De cellen zouden geproduceerd worden door Customcells. Volgens bronnen die Tweakers sprak, zouden de siliciumanodebatterijen van Ionblox 'veel dichterbij zijn dan investeerders denken'. Lilium hoopt dat eVTOL in 2025 door de Europese certificatie komt. Momenteel worden tests uitgevoerd met verschillende Phoenix-prototypen, waar het uiteindelijke productiemodel op gebaseerd zal worden. Tests worden onder andere uitgevoerd in Andalusië in Spanje.
De testfaciliteit van E-magy
E-magy: ontwikkelaar van siliciumpoeder
Het Nederlandse E-magy is een toeleverancier voor accufabrikanten en produceert een nanoporeus siliciummateriaal, een poeder, specifiek bedoeld voor de komende generaties Si-accu's. Het is dus geen accuproducent en is ook niet van plan dat te worden, maar het werkt wel samen met accufabrikanten. Die krijgen grondstoffen als grafiet, nikkel, kobalt en ijzerfosfaat ook in poedervorm aangeleverd. Het materiaal van E-magy is specifiek ontwikkeld om het opzwellen van het silicium in goede banen te leiden. Het nanoporeus silicium neemt de lithiumionen tijdens een laadcyclus op in zijn inwendige holtes, zoals een spons water opneemt. De anode wordt daardoor een beetje elastisch en kan beter tegen het uitzetten, zonder dat het elektrisch contact verbroken wordt. Het opzwellen blijft daardoor binnen de marges. Volgens E-magy kan de capaciteit met minstens een factor vier worden verhoogd, maar omdat deze flinke capaciteitsverbetering alleen de anode betreft, wat slechts een onderdeel van het geheel is, leidt dit effectief tot een 40 procent hogere energiedichtheid per cel. De cellen zouden ook sneller opgeladen kunnen worden.
De cellen zijn in 2022 gevalideerd door het Duitse Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung, ofwel ZSW, met een anode van 80 procent silicium. Na 100 cycli was er in de pouchcellen een variatie in dikte van minder dan vijf procent van de anodelaag waarneembaar, terwijl 10 procent in de industrie als acceptabel gezien wordt. Ook LG Chem heeft het product gevalideerd. Op hoeveel cycli er gerekend wordt met de huidige cellen, wilde directeur Casper Peeters ons niet exact vertellen, maar wel dat dit opgeschaald is van 100 naar 200 en dat het nu boven de 500 cycli zit. Peeters: "Vanaf dat niveau word je serieus genomen omdat het dan toepassingswaardig is. Het is dan geschikt voor bepaalde producten." Het bedrijf is bezig om dat verder op te voeren door verbeteringen aan het eigen product, maar ook door kennis te delen met accufabrikanten, zoals hoe het poreuze silicium het beste verwerkt kan worden en hoe de anodecapaciteit gematcht wordt aan dat van de kathode en het aantal lithiumionen. Maar die procesverbetering vindt vooral plaats bij accufabrikanten. E-magy is bezig met de opschaling, omdat dit noodzakelijk is om aan de toekomstige vraag te voldoen. De huidige productielocatie is beperkt tot 25 ton nanoporeus silicium per jaar, maar een nog te bouwen nieuwe productielocatie in Nederland moet een capaciteit van 3000 ton krijgen, wat goed zou zijn voor de productie van een half miljoen nieuwe elektrische auto's per jaar. Deze maand haalde het bedrijf tijdens een investeringsronde 20,5 miljoen euro op voor deze opschaling, wat ook de kostprijs moet verlagen. Invest NL is een van de investeerders.
Het concept van E-magy vervangt dus niet de volledige grafietanode, maar gaat uit van 80 of meer procent silicium en een klein deel aan hulpstoffen, zoals grafiet. Deze methode is volgens eigen zeggen minder complex om toe te passen in de bestaande productieprocessen en is goedkoper dan puur silicium.
Een rol anodefolie van koper met silicium. Bron: LeydenJar
LeydenJar: puur silicium
LeydenJar, een spin-off van TNO, richt zich wel op het volledig vervangen van de grafietanode. Het heeft een anode van 100 procent silicium ontwikkeld die de energiedichtheid van de huidige lithiumionaccucellen 70 procent kan opvoeren, wat volgens eigen zeggen neerkomt op 410Wh/kg, ofwel 1350Wh/l. Het bedrijf is dit aan het opschalen naar 450Wh/kg. Het materiaal is bestand tegen uitzetten door een poreuze siliciumstructuur te creëren die als het ware kan ademen. Er wordt gebruikgemaakt van een depositieproces waardoor de siliciumatomen zich organiseren in microkolommetjes die vol met nanoporiën zitten. In een vacuümkamer groeit met behulp van plasma een laagje silicium op koper in een nanosponsachtige structuur, waardoor er tussen de kolommen ruimte zit waarin de lithiumionen terechtkunnen.
Net als andere ontwikkelaars is LeydenJar bezig de levensduur te verhogen. De huidige cellen zitten rond de 600 cycli en momenteel wordt er gewerkt om dit op te rekken naar 800 cycli en hoger. Dat maakt het geschikt voor kleine consumentenproducten. Volgens Ewout Lubberman van LeydenJar is 'pure silicon' wel duidelijk de toekomst. "Dit biedt simpelweg de hoogste energiedichtheid. Alle andere methoden komen daar niet bij in de buurt, dus dat gaat op termijn doorslaggevend zijn. Volumetrisch, dus per liter, is de dichtheid hoger dan lithiummetaal, gravimetrisch, per kg, spant het er om."
In 2018 produceerde het bedrijf het eerste testproduct met een siliciumanode. In 2020 volgde een coincell en vervolgens een pouchcell en een gestackte variant daarvan. Dan wordt het een minimum viable product; dit soort cellen zijn geschikt om in bijvoorbeeld smartphones te gebruiken. Ook cylindrische cellen zijn een optie. Beide varianten worden in EV's gebruikt. LeydenJar produceert koperfolie met een flinterdun laagje silicium erop en levert die anodefolie aan accufabrikanten. Lubberman: “De anodefolie kan in een accufabriek direct gebruikt worden, waardoor de volledige ‘dry-room’ voor de anodeproductie overgeslagen wordt, wat een kostenvoordeel heeft. Heel technisch gezegd omvat dat process coating, drying, calendaring, slitting en vacuum drying.”
In 2019 opende het bedrijf een proeffabriek in Eindhoven, maar daar kunnen ze niet zo veel kilometers aan folie produceren. Dat moet wel kunnen in een nieuwe fabriek die voor 2025 op de planning staat en in 2026 operationeel moet zijn.
Andere bedrijven
Het Amerikaanse Amprius is een prominente speler in de markt, alleen al omdat het vrij regelmatig berichten over nieuwe doorbraken publiceert. Op papier heeft het de meest veelbelovende Si-accu's van dit moment ontwikkeld, want het bedrijf spreekt over 500Wh/kg, een levensduur van '200 tot 1200 cycli' en supersnelle laadtijden. Net als LeydenJar gebruikt Amprius 100 procent silicium zonder grafiet; het opzwellen zou opgelost zijn met 'nanowires' die daarvoor voldoende ruimte bieden.
Het Chinese CATL beweerde deze maand eveneens cellen met een energiedichtheid van 500Wh/kg te hebben ontwikkeld, maar is ronduit vaag over de exacte ingrediënten van de anode en kathode; zeer waarschijnlijk gaat het ook over silicium. Massaproductie zou dit jaar van start gaan.
In februari dit jaar claimde Honor een smartphoneaccu met siliciumanode te hebben ontwikkeld met een 12,8 procent hogere dichtheid, al is het onduidelijk of die ook op korte termijn in een product zal worden gebruikt. In 2021 kondigde Porsche aan dat het vanaf 2024 raceauto's wil ontwikkelen met Si-accu, waarbij de focus op een 40 procent hogere energiedichtheid zou liggen evenals een zeer hoge laadsnelheid, en niet op levensduur, want het bedrijf zou de accu's geen jaren willen gebruiken. En in 2015 sprak Samsung al over accuverbeteringen dankzij silicium.
Tot slot
Solidstateaccu's zijn nog niet rijp, bleek uit ons vorige artikel in deze reeks. De omschakeling van een vloeibare naar een vaste elektrolyt kent zijn uitdagingen, maar de combinatieis vooral problematisch bij gebruik van een lithiummetaalanode. Die zet flink uit, waardoor de cel onder druk gehouden moet worden om dat te voorkomen. Dat zorgt voor beperkingen als het gaat om de levensduur, het laadvermogen en de werktemperatuur; bestaande voertuigen met solidstateaccu vereisen een werktemperatuur van ongeveer 80 graden en bieden ook niet de 'beloofde' hoge energiedichtheid.
De potentiële winst van silicium is duidelijk. Beeld: Amprius
Meer capaciteit of minder gewicht en grondstoffen
Accu's met een siliciumanode lijken dus voor de nabije toekomst de meest veelbelovende kanshebber om de doorontwikkeling van accucellen te versnellen. Niet zozeer als een vervanger voor solidstate, maar als veelzijdig nieuw ingrediënt dat in allerlei variaties kan worden toegepast. Het gebruik in de standaardchemie van dit moment, met een NMC- of NCA-kathode, ligt daarbij voor de korte termijn het meest voor de hand. Een siliciumanode voegt daar met de huidige stand van zaken een 40 tot 70 procent hogere energiedichtheid aan toe. Bij hetzelfde gewicht en volume zouden producten dus een hogere capaciteit krijgen, in Wh of kWh. Smartphones en -watches zouden beduidend langer meegaan en het bereik van EV's zou significant toenemen. Maar méér is niet altijd noodzakelijk, dus de omgekeerde route zou ook bewandeld kunnen worden. Dat betekent dat accu's minder ruimte in beslag nemen, een lager gewicht hebben en minder grondstoffen vereisen om dezelfde capaciteit te bieden.
Andere combinaties
Een anode van silicium zou ook gecombineerd kunnen worden met een LFP-kathode. Die vereist geen grondstoffen als nikkel en kobalt en heeft daardoor een lagere milieu-impact, maar is vooral ook veel goedkoper te produceren. Een LFP-cel heeft per kg een wat lagere energiedichtheid, maar een combinatie met een siliciumanode zou dat wellicht gedeeltelijk kunnen compenseren. De uitdaging zit in de hoeveelheid lithium die beide polen kunnen opnemen, want dat moet gelijk zijn. Andere combinaties zijn ook goed denkbaar, zoals een zwavelkathode die ook bekendstaat om zijn hoge energiedichtheidspotentieel.
Solidstate
Een solidstateaccu met een siliciumanode lijkt ook zeer veelbelovend. Het uitzetten van het silicium is minder uitdagend dan die van een lithiummetaalanode, terwijl de energiedichtheid eveneens hoger is, net als het maximale laadvermogen. Het is dan vooral een kwestie van het optimaliseren van de samenstelling van de elektrolyt, bijvoorbeeld op basis van keramiek of polymeer of een hybride combinatie.
Levensduur
Het grootste knelpunt van siliciumanodes is nu nog de levensduur, al is dit de afgelopen jaren wel flink opgerekt. Het laten ademen van het opzwellende silicium is goed onder controle te houden, maar heeft een impact op het aantal cycli. Ook zijn er veel variaties tussen de hoeveelheid silicium dat gebruikt wordt in combinatie met grafiet. We zitten nu in het proces waarbij de diverse oplossingen van labs en start-ups uitgebreid worden getest en gevalideerd door accufabrikanten en de eerste consumentenproducten worden ontwikkeld.
Iets dat ook kan helpen bij het verlengen van de levensduur, is een andere mix van zouten in de samenstelling van de elektrolyt, waarover Tweakers begin dit jaar een interview gepubliceerd heeft met Marnix Wagemaker, hoogleraar elektrochemische energieopslag aan de TU Delft, die mede aan de wieg stond van deze vinding. De anode krijgt een soort passiveringslaagje, een beschermlaagje dat elektronen moet tegenhouden, maar lithiumionen moet doorlaten. Tijdens het laden en ontladen raakt het laagje een beetje beschadigd, waardoor het meer lithiumionen consumeert. Daardoor zijn deze ionen niet meer beschikbaar en neemt de capaciteit dus langzaam af. Dat geldt bij de huidige accu’s vooral voor de anode van grafiet, waar het lithium zich aan hecht, maar het zou ook zeer interessant zijn voor een anode van silicium. In een nieuwe cocktail van zouten is het passiveringslaagje veel stabieler, gaat de slijtage gecontroleerder en gaan er minder lithiumionen verloren. Op dit moment wordt deze vinding onderzocht, onder andere door LeydenJar. De verwachting is dat dit vrij snel toegepast kan worden in bestaande productieprocessen.
Toekomst
Van alle accuontwikkelingen lijkt de anode van silicium de meest veelbelovende voor de korte termijn. De huidige gevalideerde cellen zijn al productierijp voor bepaalde consumentenelektronica als smartwatches, oortjes en drones en de verwachting is dat dit al binnen enkele jaren kan worden opgeschaald naar elektrische voertuigen, zoals de Mercedes-Benz EQG medio 2025. Marktanalisten verwachten ook een significante groei van het aantal Si-accu's in de komende jaren, van meer dan een vertienvoudiging in waarde in 2030 ten opzichte van 2022. We zullen vermoedelijk eerst steeds meer kleine producten met een Si-accu zien, maar hopelijk binnen enkele jaren dus ook elektrische auto's en kleine vliegtuigen.
Een elektrisch vliegtuig is gewoon een utopie, wensdenken van velen.
Echter met accu technologie volkomen waanzin want je komt met het startgewicht ook aan en dát kost pas veel extra energie die ook weer ergens (meestal dus niet groen) vandaan komt.
Een brandstofvliegtuig zoals de Airbus A320 (midrange vliegtuig) vertrekt met maximaal 28.000 kg aan brandstof, kan hiermee 5700 km vliegen en tijdens de vlucht wordt deze steeds lichter en land met het minimum gewicht aan brandstof dat de IATA voorgeschreven is afhankelijk van waar het vliegveld gelegen is en de eerstvolgende alternate.
Stel dat ze dan 25.000 kg brandstof verbruiken dat is dan 25.000 kg minder dan bij de start.
Een vliegtuig op accu's start dus met hetzelfde gewicht als waar die mee geland is dus zéér inefficiënt.
Stel je zou de accu efficiënter kunnen maken en 30% meer bereik kunnen halen (is men druk mee bezig) dan nóg is het geen economisch haalbare optie.
Het Engelse bedrijf Eviation heeft pas geleden een proefvlucht gemaakt met een 9 persoons toestel en die heeft een bereik van 241 tot 400 km en een start=landingsgewicht van 8300 kg en kan niet hoger dan 3500 ft=1066 meter.
Een Cessna 208 Caravan kan 13 personen vervoeren, weegt leeg 2145 kg en kan 1275 Liter aan brandstof meenemen en kan daarmee met 13 passagiers 7600 meter hoog vliegen en komt 1982 km ver.
Ik hoef geen academische graad in wiskunde te hebben gehad om te concluderen dat de Cessna de meest economische en vermoedelijk ook de meest ecologische keuze is.
Ga maar eens een electrisch vliegtuig bouwen op accu's dat dezelfde specs kwa brandstofkosten, max. bereikbare hoogte, te vervoeren passagiers en bereik heeft.
Wellicht te doen maar economisch totaal niet haalbaar.
Enige wat zou werken is waterstof gebruiken als energiedrager en d.m.v. brandstofcellen dan elektrische energie opwekken.
Daar is het grote nadeel van het mee te slepen accu gewicht mee weggenomen en dat is ook de richting die de vliegindustrie heeft ingeslagen.
Feitelijk gaat dit ook op voor EV (auto's) want een EV heeft altijd hetzelfde gewicht en verliest daardoor veel extra energie en weegt erg veel (meeste met een goed bereik zitten nu al tegen en over de 2000 kg aan) en het is dat ze nog vrijgesteld zijn voor wegenbelasting want als ze hier het normale tarief gaan betalen als voor benzine wagens en niet meer gesubsidieerd worden dan is het ineens een niet zo interessante optie meer.
Ook hier is waterstof feitelijk de oplossingen en is men hard bezig om die ecologisch op duurzame wijze te kunnen genereren.
Gewoon een kwestie van tijd.
Grotendeels eens met je verhaal over luchtvaart, alleen is Eviation niet Engels maar Israelisch.
Voor bepaalde usecases (kleine toestellen en korte afstanden) zou ik vliegen met accu's echter nog niet direct afschieten omdat elektrische energie potentieel veel goedkoper kan zijn dan brandstof. Maar intercontinentaal vliegen met accu's gaat het niet worden omdat de energiedichtheid van kerosine gewoon enkele ordes van grootte groter is dan accu's, en straalmotoren ook al buitengewoon efficient zijn. De winst van het gebruiken van een elektromotor ipv verbranding met een straalmotor is hier een stuk kleiner dan in een auto. Grote kans ook dat waterstofvliegtuigen dus ook gewoon gebruik blijven maken van straalmotoren die net zo efficient (en ws lichter) zijn (+/-50-60%) als de combinatie brandstofcel (60% max) + elektromotor (95%?).
Wat auto's betreft klopt je verhaal niet, omdat elektromotoren veel lichter zijn dan een verbrandingsmotor en die 50 kg die je auto (van 1000+ kg, dus +/-5% van het totaalgewicht i.p.v. 30+% bij de Cessna of A320) lichter wordt als je tank leeg is heeft niet echt een merkbaar effect heeft op je verbruik.
Gewicht is bij een auto ook sowieso minder van invloed op het verbruik dan bij een vliegtuig, omdat dit alleen voor de rolweerstand bepalend is en bij het opbouwen van de kinetische energie (en potentiele energie bij hoogteverschillen, maar die laten we voor het gemak even weg, in Nederland is dit verwaarloosbaar). Die kinetische energie kun je bij EVs tijdens het remmen voor een flink deel weer terugwinnen en dit zie je dus minder sterk terug in het verbruik dan bij een ICEV, waarbij je deze kinetische energie weggooit in de vorm van warmte tijdens het afremmen. Op luchtweerstand heeft het gewicht bij auto's geen invloed (alleen de vorm en grootte van het voertuig, de luchtsnelheid, en atmosferische eigenschappen), bij vliegtuigen wel vanwege geinduceerde luchtweerstand. De geinduceerde luchtweerstand is de component van de luchtweerstand die (kwadratisch) afhankelijk is van de benodigde hoeveelheid lift, die tijdens stabiele vlucht gelijk is aan het gewicht van het vliegtuig.
Tel daarbij op dat een elektromotor veel efficienter is (95% tegenover 20-25% voor een brandstofmotor) en energie terug kan winnen tijdens het afremmen. Met lichtere accu's door innovaties zoals in dit artikel besproken worden elektrische auto's op termijn misschien zelfs nog wel lichter dan een vergelijkbare brandstofwagen. En bij waterstof is juist het volume van de opslag een groot probleem. Kijk maar eens hoeveel bagageruimte een Toyota Mirai heeft in vergelijking met een Tesla Model 3 bijvoorbeeld. Ook zijn de tanks die je nodig hebt om de waterstof op te kunnen slaan enorm zwaar (20x het gewicht van de waterstof die ze bevatten), het verschil tussen vol en leeg gewicht is ook maar 5 kg, dus dat is al helemaal niet merkbaar in je verbruik. Kortom, bij auto's hebben accu's toch echt wel de betere papieren dan waterstof.
[Reactie gewijzigd door RulazZ op 22 juli 2024 15:40]
in 1903 stond nog in een krant dat vliegen met een machine een utopie zou zijn. Drie weken later stegen de Wright brothers op met hun vliegtuig...
Elektrisch vliegen kan je inmiddels niet eens meer als een utopie zien. Het is er al. Zeker bij de plezier luchtvaart zijn er al meerdere typen die volledig elektrisch vliegen. Ook voor personen vervoer is de utopie al doorbroken. Heart Aerospace biedt nu al een toestel aan waarmee max 24 passagiers vervoerd kunnen worden over een afstand tot 400 km.
Met de huidige batterij techniek is een accu te zwaar voor de huidige vliegtuigtypen. Maar er zijn inmiddels meer batterij technieken in laboratorium stadium (ook zonder lithium) die een aanzienlijk hogere energiedichtheid hebben. Ook aan de kant van de vliegtuigen zijn er wel mogelijkheden om het draagvermogen te vergroten. Het vliegen zelf is overigens niet eens het probleem. Het is vooral de start die eigenlijk te veel energie vergt. Ook daar zijn technisch misschien oplossingen voor te bedenken. Als partijen als Airbus en EasyJet geloven in elektrisch vliegen gaat het er echt wel eens van komen, alleen niet met de huidige accu-techniek en/of vliegtuigontwerpen.
Ik kan het artikel niet zo snel meer terugvinden, maar vorige week zag ik nog een melding langskomen van een grote Chinese fabrikant dat ze de energiedichtheid van accu's konden verdubbelen. Daar de productie-methode nagenoeg gelijk is aan die van de huidige accu's verwachte men dat men eind 2026 die vernieuwde accu al kunnen leveren. Met een verdubbeling van de energiedichtheid kom je al een heel eind in de richting die het mogelijk maakt om elektrisch te vliegen.
Echter met accu technologie volkomen waanzin want je komt met het startgewicht ook aan en dát kost pas veel extra energie die ook weer ergens (meestal dus niet groen) vandaan komt.
Tjee, dus die 12 kg die ik per uur verstook als ik vlieg maakt het onmogelijk om dat met een accu te doen? Ik heb al een aantal malen gevlogen in een electrisch vliegtuig (zit in de industrie) en dat beviel ongelofelijk goed. Niet meer hoeven te wachten tot de motor op temperatuur is, als je staat te wachten op baan clearance staat de motor gewoon uit, super (SUPER) responsive dus bij een landing kan je veel meer met de throttle doen zonder je hoogteroer te hoeven gebruiken, als je hoogte overhebt bij de aanvlucht zet je de motor gewoon even een paar minuten uit, als je wat sportief wil vliegen kan dat (midden in een standard rate trun vol 'gas' geven is een ervaring).
En alles zoveel eenvoudiger. Geen gekloot met mixture, geen afname van vermogen als je hoger komt of als het warm is. Een uur vliegen (dat is normaal in een sportvliegtuig) en daarna een half uur laden terwijl de volgende piloot alles klaar maakt.
En dat allemaal tegen kosten die 20% lager liggen. Ik denk werkelijk dat je niet veel weet van vliegtuigen want werkelijk iedereen denkt dat electriek de standaard gaat worden voor kleine vliegtuigjes. En daarvan zijn er 3.4 miljoen. Electrisch de oceaan over? Nee, ben het met je eens gaat nooit gebeuren. Maar het merendeel van de vliegtuigen gaat gewoon van avgas naar accu.
Overigens, en nu zijn pedantisch... een volle accu is zwaarder dan een lege.
Een elektrisch vliegtuig is gewoon een utopie, wensdenken van velen.
Echter met accu technologie volkomen waanzin want ....
Snap niet zo goed waarom je dit soort uitspraken zou doen. De enige reden waarom elektrische luchtvaart nog niet goed werkt is de energiedichtheid van de accus. Het is een kwestie van tijd voordat die hoog genoeg ligt en dan zie ik geen enkele reden om nog verbrandingsmotoren te gebruiken.
Maar die doen dat nu met 260 Wh/kg accu's. Met 600 of 1.200Wh/kg heb je ineens ruim het dubbele of viervoud aan energiedichtheid. En dat is niet de laatste accu die er ooit ontwikkeld zal worden.
Je hebt gelijk dat je daarmee nog geen Airbus van de grond krijgt voor lange vluchten maar ik denk dat je er heel wat vluchten in de regio mee kan vervangen als dit van de grond komt.
En waterstof? Tsja, niemand bestrijdt dat waterstof een prima brandstof is. Het is alleen niet zo efficiënt.
De hele waterstofrimbam aan tanks, fuel cells is ook een aanzienlijk gewicht dat meegetorst moet worden. Kijk maar naar een auto als de Mirai, die net zoveel weegt als een Tesla Model 3, maar minder bruikbare ruimte heeft dan die model 3.
Elektrisch vliegen zal juist voor korte vluchten de meest economische oplossing worden: onderhoud en brandstofkosten vallen veel lager uit dan bij brandstof, zeker met duur (loodhoudend bahbah) AVgaz en zuigermotoren.
Gewicht bij een auto kost niet veel extra energie, maar luchtweerstand is de grote factor.
Gewicht bij een vliegtuig doet er naturrlijk wel toe,m aar je zegt het al: juist bij de start moet al die massa met bijna volle tanks omhoog worden getild. Als je eenmaal boven bent, raak je gedurende de vlucht gewicht kwijt, en daarmee potentiële energie. Als je de daling inzet met een zwaarder gevuld vliegtuig, kom je verder dan met een licht gevuld vliegtuig: de potentiële energie kun je namelijk inzetten om te vliegen en de luchtweerstand te overwinnen. Je kunt bij wijze van spreken de motor bovenin uitzetten en naar beneden zweven; wedstrijdzweefvliegers nemen juist waterballast mee om meer potentiële energie op te bouwen, zodat ze langere stukken zonder thermiek kunnen afleggen!
Meer opwaartse druk en meer luchtweerstand klopt, maar dat wil niet zeggen dat een lichter vliegtuig altijd verder komt: door ballast mee te nemen, schuift de polaire naar rechts waardoor je bij een zelfde glijgetal een hogere vliegsnelheid kunt hebben. Dit betekent in de praktijk dat je vaak verder kunt komen omdat je tegenwind etc. beter kunt overwinnen. Let wel: je hebt bij het stijgen meer potentiële energie opgebouwd, en daar heb je harder voor moeten werken (motor danwel thermiek), dus het is niet dat je dit 'gratis' krijgt.
Ja internationaal vliegen op accus is en blijft voorlopig een utopie. Maar korte trips kan wel en zie zijn per km het meest vervuilend.
Maar waterstof is ook geen optie.
Hele hoge energie dichthied per kg, maar niet per liter, dat betekent meer volume, dat betekent meer drag wat het inefficient maakt.
En waterstof produceren en comprimeren kost zoveel energie, kan je beter op kerosine vliegen.
Ik zie meer in groen geproduceerd (m)ethanol ipv kerosine. Dat heeft hoege energie dichtheid en kan geproduceerd worden chemisch met electriciteit, ala h2
Maar hoeft niet gecomprimeerd te worden (dus geen zware hoge druk tanks etc) en werkt met minimale modificatie in een bestaand vliegtuig (wel wat potentiele corrosie issues)
Als een elektrisch vliegtuig de batterijen één voor één gebruikt, in plaats van allemaal tegelijk, kunnen lege batterijen onderweg gedropt worden. OK, misschien een beetje drastisch, maar out-of-the-box denken kan helpen bij het vinden van een oplossing.
Maar zonder gekheid, de techniek van straalmotoren is dermate ver ontwikkeld en efficiënt, dat het lastig wordt een beter alternatief te vinden.
Ik vermoed dat synthetische, groene, kerosine voor langere afstanden veel geschikter is dan batterijen. Ja, synthetische kerosine is duur en lastig te produceren. Maar ook dat kan verder ontwikkeld worden. Benodigde grondstoffen: CO2, water en (elektrische) energie. Geen kobalt, lithium, nikkel, cadmium, enz.
Een vliegtuig geeft alleen vol 'gas' bij het opstijgen. Daarna wordt het vermogen flink teruggeschroefd en zou je de batterijen in groepjes kunnen leegmaken.
Top artikel! Ik ben wel benieuwd hoe dit silicium zich verhoudt in termen van recyclebaarheid. Is het het simpeler te hergebruiken? Of zal dat juist minder gedaan worden als het bronmateriaal Silicium zo veel minder zeldzaam is?
Ik vraag me steeds meer af of die recyclebaarheid van accu's überhaupt een groot issue is of meer iets van wat bepaalde groepen steeds roepen. Het is zeker belangrijk om er goed naar te kijken. Maar het lijkt me steeds meer een frame.
De ouderwetse loodaccu is (ongeveer) het meest gerecyclede product ter wereld. Ook in arme landen wordt de ouderwetse loodaccu gerecycled. Soms wel met behoorlijke gevolgen door het schadelijke lood. Doordat het niet in een fabriek gebeurt zoals hier. https://e360.yale.edu/fea...is-a-global-health-hazard
Als de ouderwetse loodaccu het meest gerecyclede product ter wereld is. Zie ik echt niet in waarom EV accu's dit niet net zo goed of beter kunnen doen op termijn. Vooral omdat lithium bijvoorbeeld veel duurder is als lood. Lood is iets van € 1,83 per kg. Lithium is iets van € 250 per kg.
Klopt,
Als we het kunnen recyclen zou dat natuurlijk mooi zijn.
Maar zo niet, dan blijft het alsnog beter dan olie die je verbrandt en de atmosfeer ingaat. Een accupack blijft samen en de schade dus lokaal. Maar voordat dat gebeurt kan hij ook nog jaren als grid storage fungreren.
Dat gezegd hebbende, een accu is de rijkste lithium erts ter wereld, en bedrijven zoals redwood snappen dat en proberen daar idd dus gebruik van te maken.
Dat gezegd hebbende, een accu is de rijkste lithium erts ter wereld, en bedrijven zoals redwood snappen dat en proberen daar idd dus gebruik van te maken.
Bingo.... op dit moment is het 15% duurder om lithium uit een tesla accu te halen dan dat het kost om het uit een mijn te halen. Maar in een mijn heb je de schaal die alles veranderd. Op het moment dat we veel meer accus te recyclen hebben gaat dat geheel veranderen. Je vermaalt ze heel fijn en dan kan je standaard mijning raffinatie gebruiken. Maar dat werkt alleen als je een paar duizend ton materiaal hebt.
Ik heb een goed deel van mijn geld geinvesteerd in een Amerikaanse firma die oude (gesloten) vuilnisbelten koopt. Dat zijn de mijnen van de toekomst als we beter kunnen recyclen. In een gemiddelde vuilnisbelt uit de jaren 70 zit 2.6% puur koper (en 0.0002% goud!). In een kopermijn zit er 0.2% kopererts in een kilo materiaal.
Is het nu nog 15% duurder om lithium uit een Tesla accu te recyclen dan te mixen? Ik kan het me echt niet voorstellen
Heb je niet toevallig een oude bron?
Want lithium is echt veel duurder geworden sinds 2020.
De vuilnisbelten weer gebruiken lijkt me echt wel gaaf.
Mogelijk is een installatie als deze daar nog handig voor. Hun kunnen echt veel meer metalen uit afval halen dan eerst.
Mogelijk is het ook geschikt om nog meer het de rest hopen van bestaande mijnen te halen. https://nthcycle.com/
Stel dat er dat cellen van 500Wh/kg, zoals besproken in het artikel, daadwerkelijk binnen nu en enkele jaren op de markt zouden komen en dezelfde levensduur zouden hebben, wat kunnen we dan idealiter met die winst willen doen? De energiedichtheid zou circa twee keer zo hoog zijn dan de huidige cellen, dus het is dan mogelijk om:
a) De accu qua volume (en gewicht) gelijk te houden en een langere werkduur/range te realiseren, of
b) De energiecapaciteit (Wh/kWh) gelijk houden, maar dan dus met minder accucellen (en dus een lager(e) gewicht/omvang plus hogere energie-efficiëntie én beduidend minder grondstoffen), of
c) Een tussenvorm
Gelukkig is dit (volgens jou) het grootste knelpunt.
Ik zelf ben zeer blij mee dat ze niet zo goedkoop zijn en niet zo ver rijden , als dit namelijk wel zo is zou jij (als er genoeg laadpalen zijn) in de avond heel veel kans hebben dat het licht uitgaat als iedereen zijn auto zal opladen.
Kortom het hele e-net zal eerst moeten worden aangepakt worden en dit zal nog wel een hele tijd duren.
Waar ik meer op meer op zit te wachten is dat niet iedereen een auto kan kopen en dat we meer naar deel auto's moeten gaan.
Ik vind dit een beetje raar geformuleerd. In het huidige elektriciteits net wordt de vrije capaciteit van een kabel gemeten aan de hand van hoeveel gebruikers er zijn, en maar deels aan de hand van hun gedrag. Dat is het equivalent van iedere gebruiker op de snelweg een eigen baan geven. Als we flexibeler omgaan met ons gebruik door bijvoorbeeld het laden van EV'S te plannen dan is er veel meer mogelijk met de huidige infrastructuur. Denk ook aan wijk/thuisbatterijen om het net te ontlasten op piekmomenten. Wat ook kan helpen is laden via een dynamisch energietarief, of aan de hand van PV output voorspelling. Er is nog zoveel mogelijk om dit op te lossen met bestaande infra. Dat soort initiatieven zul je steeds vaker gaan zien
Ik vind dit een beetje raar geformuleerd. In het huidige elektriciteits net wordt de vrije capaciteit van een kabel gemeten aan de hand van hoeveel gebruikers er zijn, en maar deels aan de hand van hun gedrag.
Nu ja, maar Nederland heeft veel oude netwerken die waren berekend op de maatstaven van toen.
Als we flexibeler omgaan met ons gebruik door bijvoorbeeld het laden van EV'S te plannen dan is er veel meer mogelijk met de huidige infrastructuur. Denk ook aan wijk/thuisbatterijen om het net te ontlasten op piekmomenten. Wat ook kan helpen is laden via een dynamisch energietarief, of aan de hand van PV output voorspelling. Er is nog zoveel mogelijk om dit op te lossen met bestaande infra. Dat soort initiatieven zul je steeds vaker gaan zien
Feit is dat we allemaal kudde dieren zijn en dat we 8 uur weggaan en 5 uur thuiskomen, en dat we dan na 5 uur een hoog e gebruik hebben.
Wat betreft die thuisbatterijen, is dit voor Henk en Ingrid onbetaalbaar en in de winter nutteloos, zoals je wel weet als je 3.0 kWh op je dak heb liggen (gemiddeld pv bezitter in Nederland).
Wat wijkbatterijen betreft moet er in de wet aanpassingen gedaan worden en zijn dit vaak hoge investeringen die toch door de gebruiker betaald moed worden (als deze batterijen ook nog beschikbaar zijn..).
Nu ja, maar Nederland heeft veel oude netwerken die waren berekend op de maatstaven van toen.
Ons netwerk wordt continue geüpgraded aan de hand van de vraag, dat was 'toen' zo en nu nog steeds zo. Het gaat alleen nu zó ontzettend hard met de vraag dat we het upgraden niet meer kunnen bijbenen.
Feit is dat we allemaal kudde dieren zijn en dat we 8 uur weggaan en 5 uur thuiskomen, en dat we dan na 5 uur een hoog e gebruik hebben.
Klopt inderdaad. Daar hebben we een woord voor in de elektro wereld, dat noemen we de 'duck curve'. Het mooie alleen aan die EV lader is dat hij volledig geautomatiseerd kan worden. Dat kan lokaal, door bijvoorbeeld te optimaliseren voor financieel gewin of zelf consumptie. Of dat kan centraal, via een aggregator die een hele vloot EV's slim aanstuurt waarbij de gebruikers natuurlijk gecompenseerd worden. En ja, dit bestaat al in NL en ga je steeds meer zien:
Wat betreft die thuisbatterijen, is dit voor Henk en Ingrid onbetaalbaar en in de winter nutteloos, zoals je wel weet als je 3.0 kWh op je dak heb liggen (gemiddeld pv bezitter in Nederland).
Maar Henk en Ingrid kunnen toch ook een EV betalen van 40k+? Een batterij van 8k is dan te veel? Ik denk dat het met huidige prijzen en toekomstige prijs volatiliteit steeds interessanter/rendabeler wordt om een thuisbatterij aan te schaffen. Mijn hoop is dat door nieuwe batterij technologie die er aan zit te komen (bijv. de silicium waar het artikel over gaat) het nog aantrekkelijker wordt.
Wat wijkbatterijen betreft moet er in de wet aanpassingen gedaan worden en zijn dit vaak hoge investeringen die toch door de gebruiker betaald moed worden (als deze batterijen ook nog beschikbaar zijn..).
Niet perse, er is ook een enorm EU budget beschikbaar door de green deal.
Ons netwerk wordt continue geüpgraded aan de hand van de vraag, dat was 'toen' zo en nu nog steeds zo. Het gaat alleen nu zó ontzettend hard met de vraag dat we het upgraden niet meer kunnen bijbenen.
Mensen en grondstoffen zijn en zijn/worden de bottle neck in dit verhaal.
Klopt inderdaad. Daar hebben we een woord voor in de elektro wereld, dat noemen we de 'duck curve'. Het mooie alleen aan die EV lader is dat hij volledig geautomatiseerd kan worden. Dat kan lokaal, door bijvoorbeeld te optimaliseren voor financieel gewin of zelf consumptie. Of dat kan centraal, via een aggregator die een hele vloot EV's slim aanstuurt waarbij de gebruikers natuurlijk gecompenseerd worden. En ja, dit bestaat al in NL en ga je steeds meer zien:
Dat gaat lekker werken in binnensteden zoals Amster,Rotterdam, Utrecht, enz.
En een aggregaat
Maar Henk en Ingrid kunnen toch ook een EV betalen van 40k+? Een batterij van 8k is dan te veel? Ik denk dat het met huidige prijzen en toekomstige prijs volatiliteit steeds interessanter/rendabeler wordt om een thuisbatterij aan te schaffen. Mijn hoop is dat door nieuwe batterij technologie die er aan zit te komen (bijv. de silicium waar het artikel over gaat) het nog aantrekkelijker wordt.
hoe kom je erbij dat Henk en Ingrid een 40 K wagen kan kopen, laat staan dat ze het geld en de ruimte hebben voor een thuisbatterij van 8K?
Niet perse, er is ook een enorm EU budget beschikbaar door de green deal.
ook in de druk bevolkte steden waar nu al bijna geen parkeerruimte is?
Kennelijk ben jij niet op de hoogte hoe de grote oude steden in mekaar zitten met parkeer ruimte, en hoe het autobeleid door gemeente zo veel mogelijk wordt ingedamd.
Zeer zeker, ik maak en repareer veel elektronica, ben veel met smart oplossingen bezig, adviseer mensen met oplossing op technisch vlak bouw fietsen naar om naar elektrisch, leg zonnepaneel installaties, enz.
Kortom ik ben een een bezig met mijn hoofd en vooral met mijn handen en weet dat er een hoop bedacht wordt en als er daadwerkelijk iets staat er jaren over heen gaan.
Ook wat jij allemaal beweerd niet zal lukken omdat je tegen een hoop regelgeving, materialen en arbeidskrachten aanloopt, en dat het het een wens gedachte zal zijn, en dat je in de toekomst zeker geen eigen bezit van (e)auto's zal hebben.
En wie gaat het nieuwe grid aanleggen (weinig tot geen technisch personeel) en de kabels vervangen en met welke materialen
Je kan op papier alles wel bedenken maar met deze 2 SUPER grote problemen wat ik aan kaart heb je aan die oplossingen waar jij mee komt (en waar ik uiteraard wel van af weet ik lees genoeg hier over) niet veel aan
Jawel, juist met deze oplossingen kun je op plekken waar voorheen geen capaciteit was ineens veel meer doen. Dus op veel plekken kan het een alternatief zijn voor uitbreidingen van het net. Fijn dat je er veel over leest, voor mij is het mijn werk en studie
Dat begrijp ik al eerder uit je reactie dat je nog studeert, van de praktijk heb je nog weinig kennis merk ik wel
Jawel?
Lees je en begrijp je wel wat voor 2 SUPER grote problemen aankaart?
, of denk je dat met een studie op te kunnen lossen
Kinderachtig?
Ik heb het over 2 HELE grote praktijk problemen waar je totaal niet op reageert.
Waarom reageer je daar niet op dan en praat je alleen maar over smart laden?
Een auto staat gemiddeld 95% (!) niks te doen.
Natuurlijk woon werk verkeer kan je met een fiets doen, maar er zijn zat denkbare sitiuaties waar je geen fiets kan gebruiken en er geen openbaar vervoer is.
Tuurlijk. Maar er zijn zat situaties waar dat wel kan. Ik heb nog nooit een auto in bezit gehad. Ik kan overal komen met de fiets, de trein of als het echt niet anders kan met een gehuurde auto. Scheelt me tienduizenden euro's aan afschrijving, bezine/elektriciteit en belastingen.
Jij gaat uit van een nieuw prijs, wat voor een hoop Nederlanders niet te betalen is, wat betreft een gehuurde auto, ga je ook niet doen als er geen openbaar vervoer is van a naar b en te ver is voor een fiets als je een of 2 keer per week naar werk of college moet.
Nee, dat doen veel mensen niet. Ze hebben simpelweg geen keuze. Heb je de afgelopen 10 jaar onder een steen geleefd en niks mee gekregen van het huizentekort?
Daarnaast, veel banen en hogere scholen zitten in de randstad, en daar is fatsoenlijk wonen al helemaal onbetaalbaar.
Ik weet zeker dat er genoeg mensen zijn die graag in Amsterdam wonen, maar dan wel met de huizenprijzen van Groningen, Drenthe en Overijssel, maar dat kan dus niet.
Voor veel mensen is een auto dus een noodzaak, en dat die 95% van de tijd stil staat, tja, dat is nou eenmaal gewoon zo.
Er is heel veel mogelijk als je je werk/woon locaties goed uitkiest met bereikbaarheid OV in gedachten. Niet iedereen wil/kan dat, snap ik ook, dan koop je een auto. Ik ga hier verder niet op in want is volledig off topic en echt een kansloze discussie, iedereen weet van het woningtekort.
Er is heel veel mogelijk als je je werk/woon locaties goed uitkiest met bereikbaarheid OV in gedachten.
Maar dan betaal je gewoon een factor 2-3 meer voor je huis. En soms kan je helemaal niet kiezen, want er is simpelweg te weinig aanbod.
Nederland is veel te klein en veel te vol - we kunnen niet met zijn allen kiezen om dicht bij ons werk of onze school te wonen. Niet genoeg huizen, niet genoeg ruimte voor nieuwe huizen, niet genoeg stikstofruimte en te hoge kosten voor wonen. En zodra je een klein beetje buiten de grote stad woont, kom je erachter dat OV geen optie is.
Dat klopt. Maar daarmee beperk je dit draadje tot dat stukje discussie. Het zou fijn zijn als mensen erover nadenken en niet standaard in de auto stappen als het niet nodig is. Vanzelfsprekend kan het niet altijd, niet overal en niet voor iedereen. Ik denk dat een flinke reductie van autogebruik echter probleemloos zou kunnen in veel steden en randgemeenten. Scheelt meteen drukte/files voor de mensen voor wie autogebruik onontkoombaar is.
Zo'n situatie creëer je zelf door ver van werk/school af te wonen. Mijn punt is alleen, voor heel veel mensen kan het gewoon wel.
Zelf?
En als dat openbaar vervoer overal weg wordt bezuinigd?
Dat zelf zie je dan als moet je maar een andere politieke keuze maken en veel mensen proberen over te halen om die keuze ook te maken?
Nee er zijn niet genoeg huizen beschikbaar, het is vrijwel onmogelijk om zomaar even ergens anders te gaan wonen. Dat jij misschien in de unieke situatie zit dat jij dit wel kan, betekent niet dat de rest van Nederland dat ook kan...
Dat is natuurlijk maar de vraag. Het is technisch zeer goed mogelijk dat de laadpalen onderling load balancen. Als letterlijk elke parkeerplaats in elke straat een laadpaal zou hebben, dan kunnen die best onderling communiceren en gezamenlijk nooit meer vermogen pakken dan voor de laadpalen beschikbaar is.
Dan hoeft er zelfs niks aan de auto's veranderd te worden. Overigens is het natuurlijk in die toekomstige situatie ook nog mogelijk dat auto's wel op dat vlak communiceren met de paal en dat je als gebruiker kunt kiezen tussen een "Nu laden, mogelijk tegen een premium", "Pfff... fuck dit, laat maar als je echt stroom over hebt" en alles ertussen.
Dan moeten we het net mogelijk nog steeds verzwaren om iedereen 's morgens helemaal vol te krijgen, maar het is niet noodzakelijk om de lichten aan te houden.
Optie B, dus zelfde bereik maar dat met de helft van de accu zal aanzienlijke kostenbesparingen geven. Het is namelijk ook de helft van het materiaal (productiekosten) en de helft van het volume/gewicht (met implicaties voor het ontwerp van de auto)
Er zijn uiteraard nog andere overwegingen, maar als deze nieuwe accu de nieuwe standaard wordt ga je dit zeker terugzien in de prijs
Persoonlijk verwacht ik dat de nadruk zal liggen op optie B, een kleinere goedkopere accu met een vergelijkbare capaciteit zoals je die anno nu kent. Dankzij het snellere laden zal de capaciteit en dus de range van de auto, minder van belang zijn. Meer snellaadstations zullen hier eveneens bij helpen.
Een accu gaat maar X laadcycli mee dus een grotere accu heeft ook heel veel voordeel in levensduur van je accu. Snelladen is nog steeds slechter voor een accu dan langzamer laden.
Ze hebben het in het stukje over ongeveer 500 tot 1300 laad cycli, waar je dan 2x zo ver mee kan komen, ongeveer 900km met een auto. Dat is grofweg een halfmiljoen tot meer dan een miljoen km met een auto.
Ik zie daarmee totaal geen probleem voor de oplaadbare auto's. De vraag is wel natuurlijk wat het met de accu doet als je hem van 40% naar 100% oplaad meerdere keren.
Ja dat klopt idd, echter doen de huidige auto's die nu betaalbaar zijn in de winter vaak maar 300 tot 350 km en aangezien je de accu eigenlijk bij 20% al zou moeten laden houdt dat in dat momenteel heel veel mensen iedere 2 tot 3 dagen moet laden in de winter en in de zomer 3 tot 4 dagen. Dat is dus zo'n 100 ladingen per jaar. Dus in het scenario van 500 ladingen met de huidige range (dus kleinere lichtere accu optie) is dat 5 jaar voor een accu. Vandaar op de hoofdvraag onderstaande geantwoord.
Dit ligt aan het type auto denk ik, voor stadsauto's zal dit waarschijnlijk optie B worden voor de auto's die meer rijden op een dag zoals de middenklasse en hoger zal deze hoop ik eerst vooral op optie A liggen tot een bereik van zo'n 500 km in de winter en vervolgens op optie C tot ca 800 km bereik waarna er naar optie A gegaan wordt.
Klopt, maar een laadcyclus is de schade die optreedt bij een cyclus van 0 tot 100%.Wanneer je de auto van 20-80% oplaad, dan telt dit voor ruim minder dan een halve cyclus.
Het is rond de 0 en de 100% waar de meeste schade aan de accu optreedt.
Van 20% tot 80% opladen is 0.6 cycli. Maar niet alle cycli zijn gelijk, dat klopt.
De levensduur van een autobatterij volgens de huidige technologie (tot een capaciteit van 75%) kan in theorie variëren van ongeveer 1000 cycli (wanneer je altijd oplaadt 0>100%) tot meer dan 5000 cycli (bij laadcycli van zoiets als 25%-70%). Als je uitgaat van 350km bij volle batterij betekent dit een theoretische levensduur van 350.000km tot meer dan anderhalf miljoen km.
Volgens mij werkt het anders. 20%-80% is 60%, maar omdat het 'in het midden' is, leidt dit tot een veel kleinere belasting op de accu, waardoor het niet telt als 0.6 cyclus.
Een cyclus is per definitie een lading 0%>100% en een ontlading 100%>0% waarbij een gedeeltelijke lading/ontlading geteld wordt à rato van het gedeelte. Dus bvb 25>75>25 is een halve cyclus.
Dat is zo per definitie, dus je kan niet zeggen "dat het anders werkt".
Wel is het zo dat niet iedere cyclus gelijk is. Bepaalde cycli zijn minder belastend dan andere, waarbij globaal gezien cycli minder belastend zijn naarmate ze minder diep ontladen of meer volladen - dat geeft de hierboven beschreven variatie van levensduur schatting 1000 tot >5000 cycli voor de huidige autobatterijen. Maar er spelen ook andere factoren, zoals de temperatuur waarbij het laden/ontladen gebeurt.
Een definitie is maar net wie de definitie maakt natuurlijk. Het feit dat veel partijen (bijvoorbeeld de AccuBattery app om maar even een populaire te noemen) er op een andere manier mee omgaan geeft wel aan dat er meer dan een definitie van cyclus bestaat.
Volgens jouw strikte definitie zou dus 2x van 25% tot 75% gelijk zijn aan 2 x 0,5 = 1 cyclus terwijl dit vanuit de context van batterijslijtage compleet anders is dan een keer werkelijk je batterij van 0-100% opladen (wat OOK 1 cyclus is).
Je kunt dus heel stellig aan jouw definitie vasthouden, maar in deze context is het dus nuttiger om een andere gebruikelijke definitie van "1 laadcyclus" aan te houden, namelijk zoiets als "De slijtage die een batterij oploopt bij een laadsessie van 0 tot 100%".
Ja het staat je vrij je eigen definitie voor iets te maken, maar er zijn nu eenmaal afspraken en éénduidige definities nodig als je zinnig over iets wil discussiëren.
Apps zoals AccuBattery maken er iets anders van, zodat hun klanten denken dat ze iets unieks in handen hebben. Maar probeer eens de AccuBattery definitie van een cyclus te hebben en je zal ze niet vinden . Of je zal zien dat ze niet meetbaar en dus niet verifieerbaar is - behalve door de app zelf :
En het is niet mijn definitie, het gaat om de universeel aanvaarde definitie van een cyclus, in elk serieus artikel daarover.
Niemand beweert overigens dat elke cyclus gelijkwaardig is, qua impact op de levensduur van de batterij, integendeel. Een eenvoudige, eenduidige definitie van een cyclus laat net toe om te meten hoe cycli uitgevoerd in andere omstandigheden, de levensduur (uitgedrukt in duidelijk meetbare cycli) beïnvloeden.
Jouw definitie (en het is wel degelijk jouw definitie) is compleet onbruikbaar want niet meetbaar. Ze is niet alleen niet meetbaar (hoe meet je de slijtage bij elke cyclus, in welke eenheid druk je ze uit?), maar ook nog eens variabel in functie van de aard van de batterij, de slijtage die er reeds is aan de batterij, de snelheid van het laden enzovoort enzovoort.
Met andere woorden: handig om te gebruiken in marketing (van een App) maar compleet waardeloos in de praktijk en al zeker als je iets wetenschappelijk zinnig zou willen zeggen over een batterij .
[Reactie gewijzigd door Myaimistrue op 22 juli 2024 15:40]
Een cyclus is per definitie een lading/ontlading van 100% als je tot 90 oplaadt/ontlaadt heb je 0.9 cycli.
Dat een app daar een andere betekenis aan geeft, is hun verantwoordelijkheid, maar dat is niet hoe het concept cyclus in wetenschappelijke research en in het algemeen gebruikt wordt.
Je 14 maanden oude accubatterij heeft dus honderden cycli doorlopen. Als je die binnen percentages van 40 tot 70% gedaan hebt, zijn die cycli inderdaad minder belastend dan binnen percentages tussen bvb 5% en 100%.
Maar zeggen "dat"je maar 26 laadcycli hebt doorlopen", dat is gewoon een getalletje van die app en het heeft verder weinig betekenis.
Staat niet juist in dit artikel dat de accu's sowieso lithium accu's blijven? De wijziging zit hem toch alleen maar in de kathode die van grafiet switcht naar silicium? De rest van de accu blijft gewoon lithium toch?
Vrijwel alle accu's in auto's laden niet tot 100% op, meestal laten ze een paar procent over aan de boven en onderkant om precies die reden. Maar dat kan je natuurlijk zelf ook nog bevorderen door het echt naar 20-80 te brengen.
1. Thuis laden, vanuit je zonnepanelen, oud contract, nieuwcontract. Moet ook kunnen, bij mij kan dit helaas niet zoals ook bij heel veel anderen.
2. Openbare laadpalen in je wijk. Heel afhankelijk van je leverancier en evt zelf monopoliecontract bij de gemeente. Bv utrecht meen ik.
3. Laden bij laadstation. Langzaam of snel.
Alles heeft een andere prijs. Maar puur op benzinekosten en wegenbelasting zou het in mijn geval 1 euro per 100 km schelen tov benzine. Nu een EV ca 10k duurder is dan de benzine variant haal ik het er gewoon niet uit. Ook niet als je minder onderhoud mee rekent.
Als ik uit ga van 40ct/kWh, wat historisch gezien absurd duur is (dus ik hoop dat het wel weer daaronder gaat zakken), maar voor nu wel realistisch en €1,80/l. Uitgaande van een EV die 6km/kWh rijdt t.o.v. een benzineauto die 1:18 rijdt kom ik uit op een verschil van €3,33/100km.
Niet dat een EV daarmee niet ineens goedkoop is hoor, maar het verschil is meer dan 3x zo groot als waar jij mee rekent. Dus ben ik benieuwd waar de verschillen zitten.
Die 1.80 / liter is in andere landen 1.00/liter . Dat NL je over uitkleedt, tja..
Over paar jaar komen al die elektroautos op de tweedehands markt en weinig zitten te springen om een oude accu. Die dus vervangen moet worden. Tesla 12000 - 17000 dollar? Waar zijn de prijslijsten. Au au voor de tweedehands markt. Meer weggooicultuur. Hoezo goed voor milieu? Daarbij, hoe en waar worden die accu's "gerecycled". En we weten allemaal hoe de kobalt mijnen functioneren. Uit het oog, uit het hart. Net zoals met veel dure papieren milieumaatregelen. Peanuts terwijl elders op de wereld met druk heel grote sprongen zijn te zetten. Kijk maar even op airvisual voor bijv luchtkwaliteit. Maar uiteraard gaat het om de centen en de productie moet zo goedkoop mogelijk ver weg uit het oog plaatsvinden.
Als de politiek serieus is, moet men deelautos verplichten en breed en goedkoop beschikbaar maken. Maar goed, de industrie macht geld tralala. De auto is een door en door gefokte arme melkkoe voor de overheid die geld uitperst op alle gebieden.
Mijn berekening is was van een paar maanden terug, en met andere waardes. Als ik nu zoek dan kom ik voor een EV gemiddeld uit op 4,33 km per kW, openbaar laden 0,65ct gemiddeld bij de verschillende aanbieders, die in mijn straat was tot voor kort nog duurder maar is nu gezakt van 80? Naar 60ct. (13.83 per 100km) De benzineauto was dan wel weer 1:15 a 2 euro per l (13,33 per 100km) dus compenseerd wat. Dus de wegenbelasting en onderhoud niet meegenomen kom ik dan per 100km nog duurder uit met een EV.
Dus het is erg afhankelijk van alles. Maar financieel gaan de meeste er niet op vooruit als je niet kan laden op je eigen zonnepanelen.
Ook als ik de 3,33 van jou neem dan heb ik 10.000÷3,33×100 dan kom je op meer dan 300.000 km voor je de 10k terug verdiend hebt wat een EV extra kost.
Uiteraard helemaal waar, echter wordt de levensduur van de auto er niet anders van. Stel dat een auto een range heeft van 400km, en dat je de accu 1000 keer kan opladen voordat je degradatie begint te merken, dan heb je het al over een 400.000 duizend kilometer. Wanneer je dan 25.000 kilometer per jaar rijdt, kun je 16 jaar met deze auto doorrijden voordat je iets merkt van accu degradatie. In Nederland rijdt men gemiddeld een 11.000km per jaar en is de gemiddelde auto iets meer dan 11 jaar oud.
Een grotere accu kost dan meer geld, zonder dat het functioneel echt iets toevoegt. En wanneer de laadinfrastructuur nog verder verbetert, zie de vele plannen en verplichtingen die er liggen, neemt de toegevoegde waarde van een grotere accu nog verder af.
CATL zegt dat massa productie van 500wh/kg eind dit jaar begint. https://www.catl.com/en/news/6015.html
In addition, we will also launch the automotive-grade version of condensed batteries, which are expected to be put into mass production within this year.
[Reactie gewijzigd door lighting_ op 22 juli 2024 15:40]
Het idee van verwisselbare accu's lijkt dan een betere optie. Kan je niet enkel kiezen wat je nodig hebt op het moment dat je wil. Je kan dan ook snel laden door een accu te wisselen. Je kan makkelijk de accu upgraden en dus gaat je wagen langer mee. Elk wisselstation kan de opgeslagen batterijen opladen en ontladen naargelang de stroomprijs van het moment en dus energie buffer zijn op het net - en er misschien iets aan verdienen.
Nu nog een standaard waar alle fabrikanten zich aan gaan houden of gaat het weer een oorlog worden zoals bij de videocassettes of USB laadpoorten.
Verwisselbare accu's hebben nadelen:
- het beperkt de ontwikkeling van accu's als je met 1 standaard gaat werken, dat wordt vaak weggewuifd maar als je denkt aan de eigenschappen als benodigde koeling, laadsnelheid (kabeldikte), ondersteuning door de BMS, etc. dan beperk je je met een verwisselbare accu
- dus zal je voor iedere generatie een verwisselbare accu moeten ontwikkelen, en dat betekent dat een wisselstation meer verschillende modellen op voorraad moet houden
- iedere fabrikant gebruikt andere batterijen / leveranciers en ook andere chemische samenstellingen, de één gebruikt "blade" pakketten, de andere ronde cellen in diverse formaten en dan nog NCA / LFP / NMC en straks mss Sodiom Ion, etc. Het zal heel ingewikkeld worden om iedereen te verplichten 1 formaat accu-pakket te gaan gebruiken, omdat de lengte van cellen / blades verschilt.
- ieder type auto heeft een andere wielbasis en breedte, dus je zou wel heel veel eenheidsworst gaan krijgen.
- een wisselstation is duur en kan voor ongeveer 10 auto's per uur de accu wisselen, inclusief in- en uitrijden (zie video van Bjørn Nyland), staan er een aantal auto's voor je dan sta je dus al langer in de rij dan bij een laadpaal (waar er meerdere van staan).
- EV's worden onder andere goedkoper en structureel sterker door "structural battery packs", waar de bovenkant van de accu ook direct de bodem is waar je stoelen en bekleding op vast zitten. Maak accu's verwisselbaar en je gaat een stuk van dit voordeel verliezen.
- verwisselbare accu's betekent ook dat je koppelingen hebt voor stroom, signaal en koelvloeistof. Ik kan me voorstellen dat zoiets na 5 jaar intensief gebruik slijtage gaat geven en dus onderhoudsintensief is.
Verwisselbare accu's hebben nadelen:
- het beperkt de ontwikkeling van accu's als je met 1 standaard gaat werken, dat wordt vaak weggewuifd maar als je denkt aan de eigenschappen als benodigde koeling, laadsnelheid (kabeldikte), ondersteuning door de BMS, etc. dan beperk je je met een verwisselbare accu
- dus zal je voor iedere generatie een verwisselbare accu moeten ontwikkelen, en dat betekent dat een wisselstation meer verschillende modellen op voorraad moet houden
- iedere fabrikant gebruikt andere batterijen / leveranciers en ook andere chemische samenstellingen, de één gebruikt "blade" pakketten, de andere ronde cellen in diverse formaten en dan nog NCA / LFP / NMC en straks mss Sodiom Ion, etc. Het zal heel ingewikkeld worden om iedereen te verplichten 1 formaat accu-pakket te gaan gebruiken, omdat de lengte van cellen / blades verschilt.
Dat zijn allemaal zaken waarover overeenstemming te bereiken valt. Nu heeft ook niet elke auto zijn eigen soort brandstof. Je kunt ook meerdere kleine accu's gebruiken, afhankelijk van de grootte van de auto en gewenste actieradius. Dan zijn ze ook makkelijker te hanteren.
- een wisselstation is duur en kan voor ongeveer 10 auto's per uur de accu wisselen, inclusief in- en uitrijden (zie video van Bjørn Nyland), staan er een aantal auto's voor je dan sta je dus al langer in de rij dan bij een laadpaal (waar er meerdere van staan).
Een beetje tankstation heeft ook meerdere pompen.
- verwisselbare accu's betekent ook dat je koppelingen hebt voor stroom, signaal en koelvloeistof. Ik kan me voorstellen dat zoiets na 5 jaar intensief gebruik slijtage gaat geven en dus onderhoudsintensief is.
Een auto krijgt wel vaker dan 1 maal per 5 jaar een servicebeurt.
Dat zijn allemaal zaken waarover overeenstemming te bereiken valt. Nu heeft ook niet elke auto zijn eigen soort brandstof. Je kunt ook meerdere kleine accu's gebruiken, afhankelijk van de grootte van de auto en gewenste actieradius. Dan zijn ze ook makkelijker te hanteren.
Meerdere kleine accu's maakt de uitdaging nog groter met het koelen. Je hebt een goed dicht en ontlucht koelsysteem nodig, naarmate je meer koppelingen je toevoegt, hoe kwetsbaarder dat wordt.
En je negeert de ontwikkeling van accu's. Een nieuwe generatie heeft ook een andere laadcurve, dus dan moet je de BMS ook al aan de accu's monteren. En dat moet dan universeel zijn ook nog. Het is een hoop gedoe die innovatie gaat belemmeren.
Een beetje tankstation heeft ook meerdere pompen.
Een accuwisselplatform is een compleet gebouw, daar zet je er niet even 10 van neer. Zeker niet omdat 80% van de dag je hooguit 1 of 2 in gebruik hebt. Juist tijdens spitsuur heb je er meer nodig en krijg je files. Laadpalen schalen gewoon makkelijker door hun relatief lage stuksprijs.
Een auto krijgt wel vaker dan 1 maal per 5 jaar een servicebeurt.
Dat zal ik niet ontkennen maar het is evengoed wel extra onderhoud.
Ik verwacht wel optie C. Goedkopere auto's van ~20-25 duizend euro die dan toch al een 50kWh accu aan boord hebben en mits compact en licht genoeg ruim 300km kunnen rijden. Nu zie je vaak dat de accu's van zo'n honda-e, e-up en alles van het formaat aygo/yaris tussen de 35 en 40 kwh zit. Zo maak je elektrisch rijden voor velen beschikbaar. Deze kan je ook makkelijker aan een 1-fase WCD laden 's nachts. Met 300km heb je voldoende range om je bestemming te halen binnen veel landen/gebieden. Goed, je komt niet meer eenvoudig terug als je er kort bent. Maar je kan wel reizen met snelladen tussendoor. Auto's met minder dan 200km moet je veel te vaak laden onderweg.
Voor de C-segment wagens kan je dan kijken naar 80-100kWh om zodoende een range van 400-500 km te halen of een 125kWh accu voor de wat grotere suv's en stations.
Gewicht zal ook wel iets helpen bij range, maar ik zie dat veel merken momenteel nog strugglen met efficiency, dat zal de komende jaren ook beter moeten. Tesla maakt al heel lang EV's en die zijn efficiënter dan veel andere vendors zoals BMW, McBenz, VW etc. (op youtube heeft carwow een aantal leuke tests, met 70mph een snelweg op rijden en kijken welke auto het het langst vol houdt tot 'ie compleet dood is)
[Reactie gewijzigd door Nox op 22 juli 2024 15:40]
Voor de C-segment wagens kan je dan kijken naar 80-100kWh om zodoende een range van 400-500 km te halen of een 125kWh accu voor de wat grotere suv's en stations.
Daar zitten we al. En zelfs al iets hoger dan dat.
Als ik kijk naar EV6, Ioniq5, ID3 e.d. komen die met de grootste accu's op 77kWh. Ja je kan een S-klasse kopen met 125 maar da's wel een uitzondering. En die enorme BMW heeft een 120-ish accu. Ik heb het meer over het gemiddeld formaat accu, niet de uitzondering op de regel.
Bijvoorbeeld een McBenz A-klasse, Peugeot 308, Corsa, Golf enz. zouden met 80 of 100 kWh erg ver komen.
Een ioniq5 bijv. is een best forse SUV maar heeft een accu van 77. Of 58 voor de goedkopere variant.
Dit ligt aan het type auto denk ik, voor stadsauto's zal dit waarschijnlijk optie B worden voor de auto's die meer rijden op een dag zoals de middenklasse en hoger zal deze hoop ik eerst vooral op optie A liggen tot een bereik van zo'n 500 km in de winter en vervolgens op optie C tot ca 800 km bereik waarna er naar optie A gegaan wordt.
Eindelijk kunnen er dan elektrische stadsautos gemaakt worden tegen een redelijke prijs, en ook duurdere leaseauto's waar een vertegenwoordiger de hele dag mee op pad kan zonder per se te hoeven bijladen.
Er is gewoon meer flexibiliteit.
Maar ik denk ook aan alle elektrische apparatuur thuis en in de bouw bijvoorbeeld. Nu is al veel accu-electrisch maar dat zal alleen maar meer worden.
Ik denk alle 3 je opties.
a) voor dingen die anders nu nog niet (goed) mogelijk zijn wegens te hoog gewicht van de accu. Elektrisch vliegen, lange afstand vrachtwagen verkeer.
b) voor budget EVs minder materiaal gebruiken maar energiecapaciteit gelijk houden en dus een goedkopere EV.
c) voor het hogere segment EVs wat meer range en wat minder materiaal gebruiken.
Ik denk dat we het allemaal gaan zien. Net zoals fabrikanten nu variëren tussen grotere en kleinere batterijen, blijven we dat zien maar dan met nog grotere verschillen.
Kwa auto's zullen er boodschappenwagentjes komen die lichter en goedkoper worden maar een korte range blijven houden. Maar in sommige luxere auto's zullen fabrikanten ook gaan pronken met een hele hoge range, die SUV die je op één lading van Nederland naar je vakantie in Italië kan brengen.
Voor mobiele telefoons en laptops idem dito. Sommige modellen zullen nog dunner en lichter worden, anderen zullen uitblinken door hoe lang ze wel niet op één lading meegaan.
Zolang de levensduur een probleem is, voorzie ik een tussenvorm waar de daadwerkelijke capaciteit flink omhoog gaat, maar dat dit gelimiteerd wordt tot een beperkte capaciteit winst. De overcapaciteit kan dan compenseren voor de kortere levensduur, oftewel: Je gaat iets zuiniger met de cellen om door de last wat te verdelen. Verwacht dus niet gelijk een enorme winst kwa gewicht of capaciteit, de winst komt geleidelijk op de markt terwijl de techniek wordt doorontwikkeld.
Voor een kleine markt met A-modellen heb je optie B nodig. Voor grotere saloons met veel bereik optie A. En voor vrachtwagens, bussen, etc waarschijnlijk optie C.
Of optie d, een zo groot mogelijke accu bouwen om een land als NL voor een jaar van stroom te kunnen voorzien.
1x per jaar 2 weken alle stroomcentrales aanzetten, liefst als er gem. winkracht 5-6 staat dan pak je de stroom van alle windmolens ook mee, en klaar voor een jaar.
Zo'n accu is niet heel economisch, omdat je dan maar 1 laad/ontlaadcyclus per jaar hebt. Daarnaast is het ook niet nodig omdat in de winter ook windenergie opgwekt wordt. Je hebt dus hooguit voor een paar weken opslag nodig. Maar zelfs dan moet die accu echt gigantisch zijn.
Voor de lange termijn opslag gaan we in Nederland waterstof opslaan in zout cavernes en mogelijk oud gasvelden. Dit is al getest in het HyStock project.
Dat is een stuk praktischer als je idee van super accu. Voor een super accu zoals je hier beschrijft heb je echt heel, heel veel materiaal nodig.
Het sneller kunnen laden is ook een essentieel onderdeel, aangezien dit zeker voor EV het gemak van reizen ook verbeterd als je in 5min kan laden ipv 15min, dan zit je op tank snelheden.
Dit combineert volgens mij goed met B, zelfde bereik (misschien ietsjes meer) maar gewoon veel sneller laden.
[Reactie gewijzigd door klavertje3 op 22 juli 2024 15:40]
Keuze A en B zouden beiden toegepast kunnen worden.
Optie A is handig voor een thuisbatterij. Het gewicht maakt in deze situatie niet uit. Je wilt alleen niet dat de thuisbatterij te veel ruimte inneemt.
Optie B is handig bij elke vorm van vervoer(auto, motor, truck) . Het gewicht van de batterij is van invloed op de totale efficiëntie van het voertuig. Ik zie de luchtvaart eerder overstappen op waterstof. Waterstof geeft ook nog een klein beetje lift waar geen extra energie voor nodig is.
Persoonlijk vind ik het electrisch rijden een gewassen neus. De uitstoot is mega bij het produceren van de accu's! Hierbij nog niet ingegaan bij de afval van defecte accu's. Voor mij is de enige optie om echt wat te doen aan uitstoot en 'goedkoop' rijden is waterstof. Alleen de overheid moet nog een verdienmodel opstellen hiervoor. Waterstof kan ook gebruikt worden in ons huidige gasnetwerk om te koken en het huis te verwarmen. Alleen is de vraag hoe we aan zo'n hoeveelheid waterstof komen? Dit blijft wat mij betreft de oplossing, echter de financiële belangen spelen een grote rol en moeten nog opnieuw herzien worden. ✌️
Waterstof heeft ook een behoorlijke impact op schaarse materialen bij de huidige electrolyzers. Platinum bijvoorbeeld is nu ook niet echt ruim voorradig.
Hysata heeft er nu wel een electrolyzer die meer dan 95% efficiënt is en die geen schaarse materialen gebruikt. Maar die verwachten massa productie rond 2025. Mocht dit tegen vallen, en er niemand anders ook een breaktrough heeft dan blijven electrolyzers duur. Niet echt efficiënt en ook schaarse materialen gebruiken. https://hysata.com/technology/
Je brandstofcell starten in de winter is ook een uitdaging. Want die moet je eerst verwarmen. Dat gaat fout als hij nog bevroren is.
Omdat waterstof in combinatie met methaan wel een broeikas effect heeft. Kun je het denk ik vergeten om er op te gaan koken. Want als de ene helft op methaan kookt en de andere helft op waterstof. Krijg je altijd extra waterstof en methaan emissies. Die combinatie maakt dat het eigenlijk geen zin heeft als een deel op waterstof gaat koken.
Als iedereen op de hele wereld op waterstof gaat koken en we geen methaan meer gebruiken is dit misschien geen issue. Maar ik zie het niet gebeuren dat de hele wereld dit te gelijk gaat doen.
Groene waterstof zul je vooral in de industrie zien die nu al waterstof gebruikt. Omdat het nodig is in hun proces.
Waterstof heeft geen last van de financiële belangen, maar vooral van de natuurkunde en de kosten.
Gezien vooral de olie maatschappij op waterstof inzette, had waterstof wel voldoende kapitaal ten opzichte van batterijen in het begin. Maar hebben de batterijen gewoon gewonnen door onder andere uitvindingen zoals in dit artikel. Waardoor batterijen rustig aan steeds beter zijn geworden. Dingen die in jaren 90 echt niet konden met een batterij, kunnen nu wel.
[Reactie gewijzigd door Darksteel83 op 22 juli 2024 15:40]
Voor een auto op waterstof heb je inderdaad de hele keten die je hier nu beschrijft. Maar voor bepaalde industriële processen heb je alleen de elektrolyseer nodig als je de waterstof just in time maakt. Zeker voor kunstmest productie zou just in time productie wel een optie kunnen zijn.
Voor de keten waarbij je waterstof gebruikt als opslag voor de dunkelflaute momenten. Om toch elektriciteit te hebben heb je ook wel transport en compressie nodig. Maar heb je geen hele hoge drukken nodig voor de opslag.
Ik verwacht behalve nog wat experimentjes eigenlijk niets groots meer van de waterstof personen auto. Omdat je teveel verlies hebt in de keten en de kosten te hoog zijn. Hoe beter de accu's worden hoe minder interessant de waterstof auto wordt.
Voor andere toepassingen lijkt waterstof me wel noodzakelijk of interessant.
Zeker de offshore windmolens die waterstof maken in de windmolen zelf lijken me een handig idee voor Nederland voor de windmolens ver op zee. Want dit is waarschijnlijk goedkoper dan hele lange elektrische kabels.
Ik verwacht meer van een productieplatform aan land. Zeewater is net ff te vuil voor het goede schijnt. En als je elektriciteit nodig hebt wil je juist wel die kabels.
Als je de elektriciteit echt nodig hebt wil die kabels wel. Maar waarschijnlijk wil je de elektriciteit eigenlijk bijna nooit hebben van de verste windmolens. Omdat je een overcapaciteit hebt omdat dit goedkoper is dan veel opslag.
Met waterstof direct in de windmolens, heb je een soort van opslag. Want je drukt het al samen door de buis heen. Het is ver op zee goedkoper omdat kabels voor duurder zijn dan buizen zeker bij een hoge capaciteit.
Je kunt een hoger vermogen generator plaatsen en gebruiken zonder veel extra kosten. Je kunt voor waarschijnlijk ongeveer dezelfde kosten 2 keer zoveel energie winnen per km2.
Gas is van nature ook geurloos, hebben we ook wat aan gedaan. Ik ben geen voorstander van waterstof, maar als dit het enige probleem zou zijn dan wordt dat wel opgelost natuurlijk.
Wellicht wel, al lijkt het me lastig danwel onmogelijk om dat te realiseren zonder dat deze kleurstof iets uitstoot bij verbranding?
Een ander punt is dat de warmte van het gas (waterstof of aardgas) voor 40 tot 60 % verloren gaat omdat het langs je pan af vliegt.
Daarom wordt inductie aangeraden/verplicht als je huis op waterstof gaat.
Andere gasmeter, andere CV en de bestaande leidingen gebruiken.
Ik ben op zich voor waterstof maar eigenlijk alleen als we te veel groene energie opwekken en die momenten zijn op het moment schaars.
Niet op gas koken scheelt trouwens ook vrij veel branden en gevaarlijke situaties met dementie.
En dan heb je net zoals bij op gas koken fijnstof en NOx uitstoot in je woning, en een kookplaat die een ramp is om schoon te maken.
Nee, dan liever inductie zoals jij hieronder al aangeeft. Koken op gas doe ik alleen nog (sporadisch) buiten met een fles, maar wie weet met superaccu's kan dat ook op inductie in de toekomst .
[Reactie gewijzigd door RulazZ op 22 juli 2024 15:40]
Waar komen die mensen toch telkens vandaan die blijven zeggen dat waterstof de toekomst? Je hoeft je maar één keer erin te verdiepen en je ziet dat het super omslachtig is, zowel de productie en distributie waterstof als het ontwerp van de auto's (je hebt zowel een elektromotor als accu nodig, maw alle onderdelen van een EV zitten er ook in). De enige die willen dat waterstof wat wordt zijn de pompstations...
Waterstof heeft één voordeel: het is te produceren met elektriciteit en daarna (min of meer) op te slaan voor later gebruik. Voor voertuigen heeft dat geen zin, maar om het wisselend aanbod van zon- en windenergie op te vangen, moet er wel iets zijn. Nu wordt dat nog opgevangen door fossiele en kerncentrales. Van de week heb ik uit interesse even een snelle berekening gemaakt in hoeverre accu's een kerncentrale kunnen vervangen op bouwkosten. Voor het geld wat het kost om een kerncentrale van 1MW te bouwen zou je een accupakket kunnen samen stellen wat een capaciteit heeft van 2MWh. Om een periode van somber en windstil weer te overbruggen heb 36 van die accupakketten nodig (3 dagen), ter vervanging van één centrale. Als accu's minimaal een factor 10 goedkoper gaan worden en gemaakt kunnen worden tegen een acceptabele milieu impact en op basis van veel voorkomende elementen, dan kan waterstof echt naar een hoekje voor heel specifiek gebruik.
Well-to-wheel efficiency van waterstof is ronduit belabberd. Je zou zowat zeggen dat je syntethische brandstoffen gaat maken met algen onder licht oid.
TL;DW:
- waterstof maken is niet efficiënt
- waterstof lekt overal doorheen (kleinste molecuul)
- waterstof is bulky, je moet het comprimeren tot zeer hoge druk om er wat mee te kunnen zoals vervoeren (dit kost enorm veel energie)
- waterstof gebruiken is ook niet efficiënt, de fuel cells genereren niet heel veel vermogen dus je hebt accu's nodig om kortstondig veel vermogen te kunnen leveren
- waterstof is as we speak nog tering-jantje duur, elektriciteit wordt met meer renewables steeds goedkoper
Alleen als je elektriciteit zo goed als gratis is, is het interessant om lokaal bij de production site op te slaan en middels fuel cells weer terug te leveren omdat je dan minder van bovengenoemde nadelen hebt. Maar dan nog verwacht ik iets in de richting van 50% round trip efficiency. Waterkrachtcentrales zijn wel echt de bom hiervoor, die doen dit veel beter en goedkoper. Deze hoeven niet lokaal en kunnen enorme vermogens leveren.
Misschien dat vrachtwagens een mooie usecase zijn voor waterstof, vanwege de grote benodigde hoeveelheden energie en lange afstanden en kortere laadtijden.
Houd er wel rekening mee dat dit filmpje verouderd is en dat er in dit filmpje van nog meer veroudere waterstof technieken worden besproken. Inmiddels is de efficiëntie op heel veel plekken aanzienlijk verbeterd. Beter dan bij accu's.
Edit: zie hier een meer recent onderzoek. Het scheelt zich niet zo veel met de BEV. Er valt nog wel veel te winnen! En dat zal ook gebeuren.
[Reactie gewijzigd door turbojet80s op 22 juli 2024 15:40]
Dat zijn "Well-to-wheels greenhouse gas emissions for cars by powertrains", m.a.w. hoeveel CO2 kost het om erop te rijden. Ter info, voor een BEV met duurzaam opgewekte windenergie is dat 13g/kwh. (molen plaatsen kost ook wat), is 2,5 gram per km.
Ik heb het specifiek over de manier waarop we waterstof opwekken, comprimeren, transporteren en elektrificeren. Middels electrolyse haal je 70-80 procent. En dat gebeurt slechts in 5 procent van de waterstofproductie.
En de efficiency die beter is dan accu's? Extraordinary claims require extraordinary evidence. Ik ben benieuwd welke waterstoftechniek er een hogere round trip efficiency haalt dan accu's. Zonder dat blijft het een beetje mee-hypen op de hypetrain.
[Reactie gewijzigd door Nox op 22 juli 2024 15:40]
"Inmiddels is de efficiëntie op heel veel plekken aanzienlijk verbeterd. Beter dan bij accu's."
Ik lees dat de efficientie beter is dan accu's? Of hoe zie jij het? In ieder geval beweer je dat de efficientie van de cijfers van dat filmpje niet kloppen. Ik zie dat Hysata een efficiente manier heeft om waterstof te produceren (ze claimen 95%, is nog niet op productieschaal bewezen). Dan mis je nog heel wat stappen om er weer onderweg elektriciteit van te maken.
[Reactie gewijzigd door Nox op 22 juli 2024 15:40]
Er zijn trouwens voldoende Afrikaanse landen die op grote schaal groene waterstof gaan produceren en exporteren. Als er straks een overvloed is dan is de efficiëntie mogelijk ook minder relevant.
Tja, gaan produceren. Ergens een paar jaar terug las ik over een batterij die in 2 minuten opgeladen kon worden en een stuk lichter was. Wat let die landen om het zelf te gaan gebruiken? Noord-Afrikaanse landen hebben enorm veel zon en kunnen inderdaad veel opwekken maar zouden zelf ook energie willen hebben.
Omdat ze veel meer kunnen opwekken dan dat ze kunnen gebruiken. Waterstof is veel fijner te transporteren als accu's. Ik zeg overigens niet dat ik voorstander ben van Waterstof voor personenauto's hoor. Maar in de hele energie transitie zal Waterstof een grote rol gaan spelen.
Wat bedoel je met "mega"? Is dat een cijfer? Wat onder de streep telt is hoeveel energie het kost om een EV te produceren t.o.v. een ICE en hoeveel energie je vervolgens bespaart per km. En dan ziet het er ineens heel positief uit voor een EV.
Accu's zijn geen afval, het zijn bronnen van grondstoffen. O.a. Fortum en Redwood Industries zitten in de recycling van die accu's en kunnen momenteel zo'n 85% van de grondstoffen hergebruiken. Die grondstoffen gaan zo weer in nieuwe accu's.
Waterstof? Kost 3x meer energie per kilometer en platina (voor de kathode van zowel de brandstofcel als de elektrolyzer) is ook aardig zeldzaam. En dan zit er alsnog een forse accu in omdat een brandstofcel niet voldoende vermogen levert voor de motor en de accu die moet bufferen en de remenergie weer opslaan.
[Reactie gewijzigd door BlueTooth76 op 22 juli 2024 15:40]
Waterstof opwekkingsmethode zijn ze ook zeer sterk aan het verbeteren en daar is men ook de ontwikkelingen aan het versnellen. Net zoals bij de brandstofcellen maar nu grote stappen in worden gemaakt maar die worden in de discussies inzake EV altijd vermeden of bewust niet genoemd.
Met het huidige verbruik van een elektrische auto zou je dagelijks 10-20 kWh bij moeten laden.
Dit kan in de nacht maar dan kan er ca 80-100kWh geladen worden op een langzame lader.
Daarvoor moet de accu groter, want mensen gaan laden op het moment dat de accu nog niet helemaal leeg is. Als je deze redenatie volgt dan zou een accu capaciteit van 120kWh.
Autos zouden dan gemiddeld 1x per week geladen moeten worden.
Snelladen zie ik als oplossing voor de mensen welke per ongeluk niet snachts hebben kunnen laden.
Als iedereen gaat snelladen hebben we een probleem. Nu staan er al files bij laadstations en er komen alleen maar meer autos. Ter vergelijking:
Bij het brandstof tanken houd je ca 10 minuten een plaats bezet.
Bij snelladen is dit 20-30 minuten.
Met het huidige verbruik van een elektrische auto zou je dagelijks 10-20 kWh bij moeten laden.
We willen naar een maatschappij waarbij er 100% elektrisch wordt gereden voor personenauto's (gezien de doelstellingen). Ik kijk voor deze reactie naar toekomstig gebruik.
Kijk naar hoeveel energie nu in een etmaal door alle auto's in Nederland gebruikt wordt. Kan deze hoeveelheid energie in een etmaal door het huidige elektriciteitsnetwerk geleverd worden op de plekken waar dit nodig is? Ik vermoed dat het antwoord een 'nee' is, gezien de staat van het net en het aantal beschikbare aansluitingen voor het laden van auto's.
Volgens mij is het probleem van elektrische auto's niet de capaciteit van de accu's, maar de infrastructuur die achterloopt. Of er zullen minder kilometers gemaakt worden, of er moeten drastische wijzigingen gemaakt worden aan de infrastructuur om hetzelfde of een groter wagenpark met hetzelfde of een groter aantal reiskilometers te hebben.
Niet dat de techniek uit dit artikel nutteloos is. Integendeel. Alleen al de reductie in benodigde grondstoffen is het het waard, want die zijn niet onbeperkt.
[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 22 juli 2024 15:40]
De infrastructuur is zeker een probleem aan het worden nu er steeds meer electrische auto's komen, echter als ik voor mij kijk niet het enige. Ik kan met de meeste EV's namelijk in de winter geen 2x op en neer naar het werk (110 km) want de 3de keer kom ik niet meer thuis bij de laadpaal in de zomer zou dit net moeten lukken. (En nee dichter bij het werk gaan wonen heeft geen zin want de vrouw kan lopend naar haar werk) Hierdoor kom je dus aan bij het feit dat er vaak geladen moet worden en je dus niet de hele levensduur van de auto met een accupakket rond gaat komen omdat deze immers maar x laadbeurten meegaat. Dit zijn dus extra zeer hoge kosten (Momenteel dan natuurlijk) dit opgeteld bij de hogere aanschafkosten in vergelijking met een benzineauto en het veel duurder laden bij een openbare laadpaal is het dus voor mij financieel helemaal niet aantrekkelijk om elektrisch te gaan rijden want ik kan niet voor de deur laden maar alleen openbaar.
Problemen:
1. Infrastructuur: Ja
2. Kosten: Ja
3. Gebruiksgemak: Ja
Aanschaf is dus voor mij nu helemaal niet interessant. De bovenstaande problemen kunnen voor iedereen anders uitpakken dus het is zo persoonlijk of het wel of niet slim is om elektrisch te gaan rijden. Dus zomaar overstappen doe het niet en bekijk eerst hoe het voor je persoonlijk uit pakt.
Daarbij denk ik door gebrek aan opwek en netcapaciteit dat stroom nog wel eens heel duur kan gaan worden op de midden lange termijn. Maar dat is natuurlijk hetzelfde als het weer voorspellen .
Je rekent dus ongeveer met een range van 300 km? Als je dan uitgaat van 1000 laadcycli wat volgens mij vrij laag is als je het niet over experimentele accu's hebt zoals in dit artikel, dan kom je uit bij 300.000 km. En dat is tot het punt dat je nog zo'n 80% capaciteit over hebt, dus je range is dan nog 240 km, nog steeds ruim genoeg om mee naar je werk te gaan.
Wat voor auto's rij je nu dat je uitgaat van significant meer levensduur dan 300 duizend kilometer? Ja het gebeurt wel maar volgens mij is dat vrij uitzonderlijk. En in de praktijk zijn er volgens mij ook genoeg verhalen van ev's die al veel meer kilometers gehaald hebben. Ik denk dus dat je het het probleem van accu degradatie wat overschat.
Overigens kan het nog steeds dat het financieel niet interessant genoeg is hoor, en het is ook een flinke investering om zo'n ding aan te schaffen. Zelf zal ik voorlopig helemaal nog niet elektrisch gaan rijden al zou ik wel willen, simpelweg omdat ik maar zo'n 5k per jaar rij tegenwoordig en dat in een oude occasion doe. Voordat ev's in dat segment te krijgen zijn zijn we echt een stuk verder.
Het is zeker zo dat de accu's gelukkig steeds beter worden ook qua laadcycli maar als je uitgaat van 100 ladingen per jaar dan zit je op 10 jaar. Een auto kan echt een heel stuk langer mee. 15 jaar jaar en langer is geen uitzondering voor de huidige auto's. En dan rijd ik nu ca. 22.000 km per jaar er zijn veel mensen die nog veel meer rijden. ( ook veel die minder rijden uiteraard). Duurzaamheid van de accu is voor nieuwkopers vaak ook niet belangrijk omdat deze gemiddeld om de 3? Jaar een andere kopen.
Maar precies hierom dus dat iedereen goed moet kijken of het wel of niet slim is voor hun persoonlijke situatie. Bij mij nog niet iig en dat vooral op het gebied van kosten en gebruiksgemak.
De oudste Tesla's zijn van 2014. Die kosten nog ruim boven de 20.000 euro en hebben meer dan 250.000 km gereden. De gemiddelde Nederlander rijdt 15.000 km per jaar. 20 jaar/300.000 km lijkt dus prima haalbaar. Veel benzine-auto's halen die km-stand en leeftijd nu geen eens.
Jij hebt dan ook een vrij bijzondere usecase denk ik. 110km enkele reis is best een eind. Ja, de infrastructuur moet beter maar wij Nederlanders zijn zeer goed in het bitchen hier op. En als die 110km retour is, dan mag je imho niet zeuren. Ik doe 100km retour en moet dan vaak overdag nog wel eens ergens heen. Op maandag, woensdag en vrijdag laden op de zaak en dat gaat prima. Verwacht je de dag erna meer te rijden, stekker je wat extra. Auto heeft in de winter ~300km range. Dan haal je écht wel de 2 dagen op 1 lading. Heck, ik reis vaak na 7 uur en dan zuipt de auto aardig wat meer stroom want 130 rijden.
Open de kaart met snellaadstations eens, zoom uit naar heel west-europa. Begin daar maar eens te bitchen. Ik huur regelmatig een EV in Spanje en dan is het simpel: doe alles wat je moet doen op 1 lading. Daar laden gaat gewoon erg lastig. Ik had een hotel waar je kon laden, moet je wel een krachtstroomstekker (mennekes) in je auto kunnen prikken (nee, die passen niet). Maar tot nog toe is het iedere keer gelukt.
Lang verhaal kort kan jij prima met een EV leven denk ik.
[Reactie gewijzigd door Nox op 22 juli 2024 15:40]
Of ik 3 keer in de week (openbaar) laden acceptabel vind dat mag ik gelukkig zelf weten en ik kan je ook vertellen na ervaring met een gas tank met ca die range, dat het een verademing was om weer 800+ km op een tank te kunnen rijden. Dus kan je ermee leven, vast wel. Wil ik dat, nooit meer.
En Bitchen??? Ik breng gewoon voor mij valide argumenten aan. Die op het punt van accu levensduur door andere met goede argument weerlegd worden. Dat is niet bitchen maar discussie. Yolo
[Reactie gewijzigd door wever338 op 22 juli 2024 15:40]
Indirect mag je dat niet zelf weten. Jouw huidige alternatief is niet echt een houdbare situatie en we leven met zijn allen op een planeet.
Een gastank tanken is dan weer een langere bezigheid dan een stekker thuis of op kantoor erin prikken. Als jij sneller je gastank vult dan de stekker in je auto hebt gestopt gaat er wel iets mis denk ik
Accu levensduur is een beetje een non-issue denk ik.
https://futurism.com/the-byte/tesla-mileage-battery-capacity
"A third party study that used self-reported data from Model S owners found similar results: that Tesla batteries retain 90 percent of their original capacity after 200,000 miles"
Na 320.000 km nog 90 procent over hebben. 3 ton is echt een heel forse leeftijd voor een auto. Daarna gaan ze veelal op transport naar het buitenland. Nette auto's die veel km/jr maken rijden nog wel eens door naar 4 of 5 ton. Maar dan begint het interieur er ook uitgeleefd uit te zien als dat niet onderhouden wordt. Al met al gaat de accu net zo lang, zoniet langer, mee dan de auto zelf. Elon zei dat het 300 tot 500 duizend mile mee zou moeten gaan, dat is 5 tot 8 ton. Succes dat met je gemiddelde golf oid te halen.
Vergeet niet dat accu's van EV's veel vaker minder snel worden opgeladen dan 1C en ontladen vaak maar met 0,3C en vaak zit er een uitstekende BMS bij die de accu onderhoudt. En zelfs als ze nog op 80% zitten zijn ze geld waard voor de locale thuisaccu's of accuparken.
In de nieuwere tesla's of goedkopere modellen komen er ook LFP accu's in. Die hebben een dubbel zo hoge levensduur.
Volgens mij is het probleem van elektrische auto's niet de capaciteit van de accu's, maar de infrastructuur die achterloopt.
Ik denk dat je in de toekomst veel meer gebruik gaat maken van "buurt accus" welke met lokale zonnepanelen overdag geladen worden. Zomers dekt dit het verbruik van de auto geheel af. In de winter voor max 50%.
Probleem van de infrastructuur is dat je nu een piek heb bij het terugleveren om 14:00 in de middag. En vervolgens een piek om 18:00 als iedereen kookt en auto oplaad.
Die pieken kunnen alleen opgevangen worden met een thuis of buurt accu. Ook een moderne infrastructuur zoals ik die in mijn woonwijk heb zal hier problemen mee hebben.
Je kunt de vraag pieken deels ook prima verminderen. En ook sturen richting de opwekpiek. Dat is vaak veel goedkoper. Door bijvoorbeeld niet te laden rond 18:00. Je warmwater extra te verwarmen rond 14:00. Dit soort dingen is wel een stuk makkelijker als je voldoende laadpunten hebt en slimme apparatuur.
Ik verwacht dat dit slimme gebruik in Nederland pas echt gaat beginnen na 2025 als het salderen gaat afnemen. En er dan meer mensen een dynamisch contract nemen.
Ik verwacht dat we ook wel buurt en thuis accu's krijgen. Maar dat het tenzij deze echt goedkooper worden niet een super capaciteit zal hebben. Omdat meer zonnepanelen en meer windmolens waarschijnlijk goedkoper is, dan meer opslag. We zullen de zonnepanelen en windmolens dan wel vaker niet moeten laten opwekken.
Dat gaat veel op voor wat relatief kleine zaken, maar even gaan koken wordt een uitdaging. Je kan niet vam mensen vragen om even wat later/eerder te gaan eten.
Dat vind ik nu ook nog het grote probleem van een accu (als we van salderen afstappen). Even een accu installeren die 10kWh kan oplsaan (~mijn verbruik volgens Home Assistant p dag - mrt-okt) én ca 35A kan leveren voor enkele minuut(en). Dat vereist toch best wat management tussen kookplaat-oven-waterkoker etc.
Of een extra groot accu pack installeren, maar ja de ROI voor 20kWh is voorlopig niet te maken.
Koken op een ander moment kun je wel van mensen vragen. Maar vinden de meeste mensen waarschijnlijk niet leuk. Maar dit lijkt me ook niet echt nodig.
Ik denk ook niet dat je iedere piek hoeft af te dekken in je verbruik. Maar als iedereen tegelijk op inductie gaat koken en de EV gaat opladen en warmwater gaat maken dan wordt de piek wel erg hoog.
Op Amerikaanse sites youtube filmpjes kom ik trouwens wel vaker inductie stoves tegen waarbij er een accu in de stove zit. Er zit dan een accu op de plaats onder de oven bijvoorbeeld. Voor Amerikanen is wel interessanter dan voor ons omdat hun groepen door het 110 V systeem minder vermogen kunnen leveren. Gemiddeld gezien gebruik je voor inductie koken ook niet zoveel energie. Maar het zorgt wel voor behoorlijke pieken in verbruik.
Er moet nog wel veel gebeuren voordat dit slimme gebruik makkelijk automatisch werkt voor iedereen.
Zelfs met Home Assistant ben je denk ik nog best wel wat tijd en moeite kwijt en is er veel nog niet geschikt voor. En ik verwacht dat nog makkelijker moet zijn willen veel mensen het gaan gebruiken.
Inprikken van de EV betekent niet automatisch "laden". Zelfs bij mijn PHEV kan ik in de App instellen hoe laat de auto mag beginnen met laden. Met een variabel stroomtarief zou je laden na 21:00 kunnen bevorderen. Daarnaast kunnen steeds meer EV-laders aan de P1 meter gekoppeld worden, zodat de laadstroom beperkt wordt tot wat er beschikbaar is in de meterkast.
Dat koppelen aan de P1 meter en via de app bepalen wanneer je EV gaat laden is exact wat is bedoel met slimme oplossingen om de piek vraag te reduceren. Zeker wanneer je de dynamische prijzen er nog bij meeneemt en je verwachte lokale opwekking via zonnepanelen.
Maar je punt is op zich waar, maar .. ik zie op de GPS de verwachtte aankomsttijd. Als ik een benzinepomp op de route gebruik, ben ik met een minuut of 5 weer op pad, tenzij er een lange rij voor de kassa staat o.i.d. Als je van de snelweg op moet om te tanken wordt het een ander verhaal...
Het net op zich kan het wel aan als alle auto's elektrisch worden. We hebben dan ongeveer 20% meer elektriciteit nodig. Dat is wel te overzien.
Maar wanneer veel auto's tegelijk gaan laden op verkeerde momenten dan kun je wel issues krijgen. Zeker lokaal.
We moeten vooral meer oplaadpunten creëren en die slim managen. We hebben nu al best vaak overdag ruim voldoende groene elektriciteit. Maar zeker nog niet altijd.
In week 15 hadden we diverse keren negatieve prijzen. Dus eigenlijk stroom over. https://energy-charts.inf...art.htm?l=en&c=NL&week=15
Het zou voor de netbeheerders een stuk schelen als je dingen slim combineert. Dus zonnepanelen boven een parkeerplaats met een relatief kleine accu wegens kosten en dan een groep laadpalen die via dynamic loadsharing laden.
Goed punt. De EV-liefhebbers beweren vaak dat het allemaal geen probleem is en dat het stroomnet het allemaal makkelijk aankan, terwijl het net op veel plekken als tegen de capaciteitgrenzen aanloopt.
Ik zie uit naar een goed onderbouwde reactie van het tegendeel als wij ernaast zitten.
Het stroomnet is niet statisch. Dat kan uitgebreid worden en daar wordt ook hard aan gewerkt. Wij werken samen met netbeheerders en weten hoe zij bezig zijn om meer en meer mensen te trainen om een inhaalslag te maken.
Ervan uitgaande dat pas over 12 jaar 100% ev verkocht wordt zal der overstap naar EV misschien 25 jaar duren. In 25 jaar kun je het electriciteitsnet stukken beter maken.
Mwah ik denk dat je je nog verbaast hoeveel tijd je gemiddeld kwijt bent voor het zoeken van een tankstation, tanken, wachten in de rij, betalen en weer wegrijden. In tegenstelling tot thuiskomen van een werkdag, de stekker erin doen en naar binnen lopen.
De classic "EV-rijder bubbel". Super handig, je rijdt simpelweg naar je koophuis met zonnepanelen, en laadt je auto onder carport "gratis" op. Ik kan niet eens de laatste keer herinneren dat ik moest wachten bij een tankstation. Dit soort oplossingen klinken geweldig op papier, dus er is totaal geen protest om het fiscaal door te drukken. Vervolgens profiteren de mensen ervan die het hoe dan ook al konden betalen.
Ik heb het nergens over gratis, koopwoning of zonnepanelen hoor sloeber. Ok, een eigen oprit is inderdaad wel handig, anders moet je naar een openbare laadpaal. Neem aan dat mensen zonder openbare laadpalen in de buurt of een oprit niet zo snel een EV halen.
Lol. Ligt er ook aan wat/waar je tankt. Als ik met de eigen wagen tank doe ik dat op een tankstation op de route, het omrijden ernaar is dan veelal ongeveer een minuut (je moet voorrang verlenen meestal als je er wegrijdt). Dan moet je nog naar een betaalzuil toe, pompje kiezen, pompje open draaien, ding erin hangen enz.
Stekkeren kost me minder tijd, maar moet ik wel 2-3 keer zo vaak doen. Als je kan laden terwijl je andere dingen doet zal het om het even zijn denk ik.
Wat heel veel zal schelen, is mijn ervaring, is een laadkabel die al aangesloten is. De achterklep openen, dat enorme ding eruit halen, uitrollen, aansluiten 2-zijdig, dat is best een dingetje stiekem.
Een kabel die al aanwezig is, is veelal gewoon erin pluggen. Scheelt een hoop, ook als je buiten in vies weer laadt is het ding niet nat, zit niet onder de modder etc.
De toekomst is sowieso opladen via zon of windenergie. Deze gebruiken op het moment zelf of opslaan dmv thuisbatterij of via de accu van het voertuig. Belangrijkste rol ligt bij de accu. Die moet snel kunnen bijladen en niet alleen dienen om te rijden. Elk huishouden zal minstens voor 10KW aan zonnepanelen moeten hebben. Ik heb 8.4 liggen en stuur ondanks thuisbat. van 10kw nog teveel naar het net. Daar gaat dan de accu van het voertuig een belangrijke rol kunnen in spelen om dit te stockeren.
Het kan nu al interessant zijn als je een all-electric huis hebt met 3x25A aansluiting waar je tijdens piek-momenten een hogere vraag hebt. (Stel je voor, je hebt een vijver/groot aquarium + EV + warmtepomp + inductie + oven + noem maar wat andere verbruikers.) In plaats van de aansluiting verhogen (3x35A, met bijna 3x zo hoog vastrecht, namelijk €750 vs €250), kan je dat doen met een thuisbatterij door gebruik te maken van "peak shaving". Dan geef je per jaar €500 minder uit dan de verhoogde aansluiting.
Ik denk dat je dit iets te rooskleurig in ziet, in de praktijk ga je met een warmtepomp in de wintermaanden zo 6000 tot 10000 kwh verbruiken. Los van het feit dat je dit niet gaat redden met een thuis batterij, ga je dit ook niet laden met je zonnepanelen die in de winter weinig tot niks opbrengen. Of wil je een mooie windmolen op je dak?
6.000 tot 10.000kWh met een warmtepomp is wel heel negatief gedacht.
Ik vervang 1.450m3 aardgas nu door 3.250kWh stroom met m'n warmtepomp.
En dat draait al 5 winters.
Zie het lucht/water warmtepomptopic voor de excel sheet in de OP, daar wordt al het verbruik en rendement nauwgezet bijgehouden door tientallen users.
Je hebt gelijk, ik zat met totaal verbruik in m'n hoofd inclusief andere elektra. Maar goed, 3250kWh ga je ook niet met panelen opbrengen in de winter, of een paar maanden in accu's op slaan.
Nee, dat uiteraard niet. Een accu die groter is dan wat je per dag kan verbruiken is sowieso vrij nutteloos.
Hooguit als je verwacht dat de stroom een week uit gaat vallen kan het nut hebben maar dan moet je wel een accu hebben die ook in eilandmodus kan draaien.
En wat dan als de zon niet schijnt en de wind niet waait? Hoe krijg je die (thuis)accu vol in de wintermaanden? Hoeveel vermogen levert zo'n accu? Kan je er je wasmachine, droger en inductiekookplaat mee voeden?
Thuisbatterijen zijn flauwekul, en de accu van EV's kunnen pas onderdeel van de oplossing worden als er honderdduizenden zijn. De beschikbaarheid van energie komt onder druk te staan, geen batterij die dat gaat oplossen. Ik realiseer me dat dit nogal negatief klinkt maar dit is een ongelooflijk complex vraagstuk dat je niet plat kunt slaan met zon, wind en een paar accu's.
Interessant artikel!
Wellicht gemist: vermoedelijke koploper Enovix. 100% Si-anode, ontwerp met mechanische beperking van uitzetting, ingebakken inherente bescherming tegen kortsluiting en dus ontbranding.
Als enige door recente stevige kwalificatietests (doet ie t nog nadat je er een mes doorheen steekt) van het Amerikaanse leger.
Gebruikt halfgeleidertech voor de productie.
Produceert nu al tienduizenden (180k dit jaar) batterijen voor certificatie en productontwikkeling van alle grote telefoon- wearable- en laptopbedrijven. Nul retour tot dusver. EV volgt zodra de produktiecapaciteit groter is.
Fabriek #2 voor massaproductie wordt nu gebouwd: 30-75 miljoen per jaar rond eind '24, veelvoud daarvan in '25. Wel nog afwachten hoe het economisch schaalt - massaproductie is een ander verhaal dan labsamples maken maar het ziet er goed uit.
Geleid door de fameuze TJ Rodgers, oprichter van Cypress semi en Enphase, met voormalige bazen van oa Qualcomm op executie.
Inderdaad interessant om dit bedrijf ook te vermelden dat dus silicium gebruikt maar ook een oplossing heeft tegen het ontbranden van accu’s.
Net het filmpje van hun over dat laatste ziiten bekijken op https://www.enovix.com/brakeflow/
Stel dat de capaciteit twee keer zo hoog is, dan zou een smartphone dus dubbel zo lang meegaan en een EV zou er twee keer zo ver mee kunnen rijden; dat zou tamelijk baanbrekend zijn. Tegelijkertijd is het omgekeerde net zo goed denkbaar en zelfs nog logischer: met een kleinere accu met minder cellen en minder grondstoffen zou een EV even ver kunnen rijden, en waarschijnlijk verder, want een lager gewicht levert een betere energie-efficiëntie op en dus een lager verbruik.
Dat lijkt mij niet logischer, juist de laadtijd bij huidige stations is een aardig gedoe. Als iedereen een elektrische auto heeft en moet (snel)laden, heb je enorme wachttijden. Als je dat minder vaak hoeft te doen, zoals nu met auto's op benzine of diesel, scheelt dat enorm lijkt mij.
Daarnaast is het verdubbelen van het bereik een zeer welkome toevoeging. Ik koop een auto op de vakantie: kan ik er mee op vakantie, dan voldoet hij. Ja, dat is maar één keer per jaar, maar ik wil dan gewoon geen gedoe of gezeur. Als je dan niet die 300 km bereik hebt, maar 600+, is dat een stuk prettiger.
Als een auto opladen al een half uur moet duren voor een paar honderd kilometer, hoelang zou een vliegtuig dan wel niet moeten laden om een intercontinentale vlucht te maken?
En je kan natuurlijk wel proberen om een batterij 4 keer meer energie inhoud te geven, maar dan moet die ook 4 keer zo lang laden natuurlijk. Spookjes dat dat dan ook in de helft van de tijd dan nu kan is natuurlijk complete kolder, tenzij er met hele hoge spanningen gewerkt gaat worden.
We moeten vooral leren geduldig te zijn voordat we in de toekomst een reisje willen gaan maken.
Het zou al super zijn als we accu's hadden die een 4 keer zo hoge energie inhoud hebben als nu. Zelfs met hele lange laadtijden. Dan hebben in elk geval voor deel van de vluchten een oplossing waarvan we nu al weten dat het werkt. Op dit moment is het voor vliegen behoorlijk onzeker of dit dan CO2 neutraal kan rond 2050.
Het zou best kunnen dat we carbon capture nodig hebben om de CO2 uitstoot van het vliegen dan te compenseren. Als carbon capture dan nog hetzelfde kost als nu. Dan wordt vliegen echt heel duur.
Je kan een EV tegenwoordig net zo snel opladen als een mobiele telefoon.
Dat komt omdat de laadsnelheid van een accu is beperkt tot de laadsnelheid van 1 cel, dus dat is niet zo'n probleem.
Met een hoger voltage (langere "strings" van batterijen) en parallel laden wordt dat opgelost.
Uiteraard zit er nog een BMS tussen om te voorkomen dat het te snel gaat.
Je zou dan kunnen denken aan 4 laadkabels met 1000kW laadstroom (die door een grote robot ingeprikt worden) en dat laden kan dan vanuit een soort Tesla Megapack, als het stroomnetwerk slecht is.
Op die manier kan je 4000kWh laden in een uur.
Beetje de getallen afgerond, om het wat overzichtelijk te houden:
1 kilogram kerosine bevat 43,1 MJ aan energie. Dat komt overeen met 12 kWh. Met een soortelijk gewicht van 0,78 g/cm3 komt die 12 kWh dus overeen met zo'n 0,78 liter kerosine.
Dus een uur laden met al die fratsen gaat je voor 260 liter kerosine energie opleveren.
Een Boeing 787-9 kan een kleine 16.000 km vliegen met een maximum hoeveelheid brandstof van 138.700 liter aan boord.
Er is dus een accucapaciteit nodig van ruim 2.1 GWh.
Dat zou (als dat met de voorgestelde laadunit wordt gedaan) ruim 530 uur of te wel 22 dagen duren voor dat de accu's vol zijn.
Het gewicht van de nodige accu's zal ik nog maar even niet meenemen in het praktische vergelijk.
Oplaadsnelheid is niet zo'n probleem, een vliegtuig tank je nu ook niet ff vol in een paar minuten. Die staat wel een paar uur aan de grond. En zoals gezegd kun je een accu opdelen in cellen zodat je snel genoeg kunt laden. En ook hoef je een vliegtuig niet overal te kunnen laden zoals bij een auto, dus kun je iets specifiekere laadmethoden gebruiken.
Of, wat ook nog zou kunnen, een verwisselbare batterij. Dus vliegtuig land, batterij wordt gewisseld en goederen ingeladen en gaan.
:strip_exif()/i/2005724268.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2005724270.jpeg?f=imagearticlefull)
:fill(white):strip_exif()/i/2005733894.jpeg?f=imagemedium)
Grafiet heeft stabiele elektrochemische prestaties, is op grote schaal beschikbaar en biedt een lange levensduur van vele duizenden cycli, maar het nadeel van grafietelektroden is de relatief lage capaciteit. Zo kan in grafiet slechts één lithiumatoom per zes koolstofatomen worden opgenomen. Ook het verder opvoeren van het laadvermogen is een knelpunt voor de toekomst. Op een laag vermogen is de levensduur prima, maar op een hoog vermogen stijgt de kans op de vorming van dendrieten in de elektrolyt.:strip_exif()/i/2005724282.jpeg?f=imagegallery)
:strip_exif()/i/2005724280.jpeg?f=imagearticlefull)
:strip_exif()/i/2005724284.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2005724286.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2005733906.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2004238654.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2005733564.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2005733880.jpeg?f=imagenormal)
:strip_exif()/i/2005679840.jpeg?f=fpa)
:strip_exif()/i/2006194620.jpeg?f=fpa)
:strip_exif()/i/2005968628.jpeg?f=fpa)
:strip_exif()/i/2005927410.jpeg?f=fpa)
:strip_icc():strip_exif()/u/422758/sheldon2.jpg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/467778/crop5d7a5dd1f296a.gif?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/183368/crop627e5ba0436e8_cropped.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/222663/crop61f28ed7aa3a6_cropped.jpg?f=community){kind=small}
/u/56203/Screen%2520Shot%25202014-08-01%2520at%252011.49.01%2520small.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/16764/jh-avatar.jpg?f=community){kind=avatar}
/u/581347/crop64beea7e7f624_cropped.png?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/910003/crop5a0824f8c2602_cropped.gif?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/253803/crop5bdafd26303ab_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/1802412/crop62deef51ef607_cropped.gif?f=community){kind=small}
/u/286795/crop5b1a42cd59dfd_cropped.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/270072/crop600be8fca1d4a.jpeg?f=community){kind=small}
/u/89414/crop601ef6957a87f_cropped.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/109539/avatar_kerst_still.jpg?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/151537/crop5db7498ca4eda_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/128684/Avatar.jpg?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/1782186/crop63296bde071d2_cropped.jpg?f=community){kind=small}
.
:strip_icc():strip_exif()/u/111848/yoshipopcorn.jpg?f=community){kind=small}
/u/331213/crop56ef13408ff38_cropped.png?f=community){kind=small}
/u/94596/crop643fb12fd4e6d.png?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/44074/avatar001.gif?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/141198/crop6164051fbcf31.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/307607/Naamloos.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/1239302/crop5dcc2663b7cd5_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/226655/defaultwin.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/31472/Vader2.jpg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/4086/avatar3.gif?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/192289/t.net.jpg?f=community){kind=small}