‘Onderzoek naar batterijen is veelbelovend, maar heeft nog een lange weg te
gaan’
Het belangrijkste verschil tussen de eerste commerciële Li-ionbatterij die in
1995 werd geproduceerd en de allernieuwste batterijen is de samenstelling van
de positieve elektrode. Dat is het enige echte verschil, aldus professor Marnix
Wagemaker in zijn inaugurele rede aan de TU Delft op woensdag 25 september.
Daarom moeten batterijonderzoekers hun aanpak kritisch bekijken, anders kunnen
batterijen hun cruciale rol in de energietransitie niet vervullen. De
intreerede is live te volgen en ook terug te kijken via
Collegerama<https://collegerama.tudelft.nl/Mediasite/Play/ed26fd1827534e53ad496d4c849fb3221d>.
Sleutelrol
Batterijen zullen een sleutelrol spelen bij de transitie naar een
duurzame-energietoekomst, doordat ze elektrisch vervoer en dagelijkse
stationaire opslag van duurzame energie mogelijk maken. “Er zijn veel
voorspellingen te vinden over de toenemende vraag naar batterijen,” zegt
professor Wagemaker, “maar het is simpeler om het globaal maar inzichtelijk te
berekenen. Per persoon hebben we nu in onze tablet/laptop/telefoon enkele
tientallen Wh energieopslag, maar een fatsoenlijke auto en een accu voor een
huis zouden per persoon minstens 1000 keer zoveel energie in batterijen
vereisen.”
Schokkend
We hebben dus batterijen nodig die beter presteren en goedkoper en veiliger
zijn. “Er wordt enorm veel aan onderzoek en ontwikkeling gedaan om batterijen
te verbeteren. Er werken tienduizenden onderzoekers aan, we zien talloze
doorbraken, talloze materialen voor elektroden en elektrolyten, en naast
Li-ionen en protonen vinden we een aantal andere veelbelovende ladingsdragers,
zoals een Na-ion, een K-ion, een Mg-ion en een Al-ion. Maar als we kijken wat
het grootste verschil is tussen de eerste commerciële Li-ionbatterij die in
1995 werd geproduceerd en de nieuwste batterijen, is dat de samenstelling van
de positieve elektrode. Dat is het enige echte verschil. Dat is schokkend na de
hoeveelheid onderzoek en ontwikkeling die erin is geïnvesteerd”, zegt Wagemaker.
Faalmechanismen
“Maar misschien ben ik nu te sceptisch over het vakgebied van de batterij. De
energiedichtheid is immers meer dan verdubbeld en er zijn verschillende
batterijen verschenen met een nieuwe chemische samenstelling; andere staan op
het punt te verschijnen. Er zijn talloze interessante ontdekkingen die ons
kunnen helpen om betere batterijen te ontwikkelen. Maar het is wel duidelijk
dat er nog grote uitdagingen voor ons liggen en dat we onze methoden kritisch
moeten evalueren. Iets wat ons belemmert is dat de focus te veel op succes
ligt, op het verklaren van de verbeteringen, terwijl er weinig aandacht is voor
fundamenteel onderzoek naar faalmechanismen.”
AI en materialen
Door meer inzicht in batterijen maken we niet automatisch betere batterijen.
Onderzoekers moeten op basis van de nieuwe inzichten ook daadwerkelijk betere
materialen ontwikkelen: nieuwe materialen, met name voor het elektrolyt en de
elektroden, en vooral nieuwe interfaces, aangezien die cruciaal zijn bij
batterijen.
“Er zijn steeds meer initiatieven om computermethoden te gebruiken bij het
ontwerpen van nieuwe materialen en betere batterijen. Het belangrijkste
voorbeeld hiervan is het Materials Project, dat een platform biedt waarmee het
potentieel van nieuwe materialen voor batterijen snel kan worden beoordeeld. In
Europa is er de ambitie om hier nog een stap verder in te gaan en ook
artificiële intelligentie in te zetten om sneller materialen te ontdekken. Ik
denk wel dat computermethoden steeds belangrijker zullen worden, maar geloof
toch dat het cruciaal is dat we voortbouwen op de intuïtie en ervaring van
materiaalwetenschappers.”
Meer informatie
Intreerede prof.dr.ir. M. Wagemaker (TNW): Recharge
25 september 2019, start om 15:00 – Aula, TU Delft
Marnix Wagemaker, m.wagemaker@xxxxxxxxxx<mailto:m.wagemaker@xxxxxxxxxx>, 015 27
83800,
homepage<https://www.tudelft.nl/en/faculty-of-applied-sciences/about-faculty/departments/radiation-science-technology/storage-of-electrochemical-energy/people/marnix-wagemaker/>
Adviseur communicatie: Dimmy van Ruiten,
d.m.vanruiten@xxxxxxxxxx<mailto:d.m.vanruiten@xxxxxxxxxx>, 015 278 1588
Intreerede is live te volgen en ook terug te kijken via
Collegerama<https://collegerama.tudelft.nl/Mediasite/Play/ed26fd1827534e53ad496d4c849fb3221d>.
Attachment:
IMG_1862 Marnix Wagemaker.jpg
Description: IMG_1862 Marnix Wagemaker.jpg
