Wat lang onhaalbaar bleek te zijn, is nu werkelijkheid geworden: onderzoekers hebben een alternatief voor kobalt- en nikkelhoudende batterijmaterialen ontwikkeld dat eindelijk geschikt is voor massaproductie.
De toekomst draait op batterijen – maar die zijn nog te vaak gebouwd met dure, moeilijk verkrijgbare en omstreden metalen zoals kobalt en nikkel. Deze materialen zorgen voor krachtige prestaties, maar brengen ook hoge kosten, ethische dilemma’s en geopolitieke risico’s met zich mee.
Daar lijkt nu verandering in te komen. Onderzoekers van McGill University, samen met collega’s uit de VS en Zuid-Korea, hebben een baanbrekende manier ontwikkeld om een veelbelovend alternatief — de zogenoemde disordered rock-salt (DRX) kathodes — efficiënt en op grote schaal te produceren.
Volgens de studie, gepubliceerd in Nature Communications, opent deze ontdekking de deur naar lithium-ionbatterijen die niet langer afhankelijk zijn van kobalt of nikkel, zonder in te leveren op prestaties of levensduur.
Lang beloofd, nu geleverd
DRX-materialen gelden al jaren als de heilige graal onder batterijonderzoekers. Ze zijn theoretisch in staat om lithium-ionen efficiënt te verplaatsen zonder dat daar gestructureerde metaallagen voor nodig zijn — een cruciale rol die in conventionele kathodes wordt vervuld door kobalt en nikkel.
Het probleem was echter altijd de productie: DRX-kathodes bleken in de praktijk lastig te synthetiseren in uniforme, hoogwaardige kristallen, zeker op industriële schaal. Tot nu.
Doorbraak via gesmolten zout
De sleutel tot succes ligt in een tweestapsmethode met gesmolten zout, waarmee de onderzoekers de vorming van DRX-deeltjes tot in detail konden beheersen. Dit resulteert in extreem uniforme, sterk gekristalliseerde deeltjes kleiner dan 200 nanometer — zonder dat nabewerking zoals malen of sinteren nodig is.
“Onze methode maakt massaproductie van DRX-kathodes met consistente kwaliteit mogelijk, iets wat essentieel is voor toepassing in elektrische voertuigen en grootschalige energieopslag,” zegt Jinhyuk Lee, hoofdauteur en assistent-professor aan McGill.
De innovatieve productiemethode zorgt bovendien voor betere prestaties. In tests hielden DRX-batterijen na 100 laadcycli nog 85 procent van hun capaciteit vast — meer dan twee keer zo veel als bij eerdere DRX-producten.
Meer dan alleen techniek
Door het uitsluiten van nikkel en kobalt worden meerdere problemen tegelijk aangepakt: niet alleen de milieubelasting en ethische bezwaren rondom mijnbouw, maar ook de afhankelijkheid van instabiele internationale toeleveringsketens.
Dat maakt deze technologie niet alleen relevant voor de batterij-industrie, maar ook voor beleidsmakers en bedrijven die inzetten op strategische autonomie en circulaire economie. DRX zou een sleutelrol kunnen spelen in het ontkoppelen van de energietransitie van problematische grondstoffen.
Van lab naar fabriek
De ontwikkeling werd ondersteund door onder andere Stanford’s SLAC National Accelerator Laboratory, de Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) en Wildcat Discovery Technologies — een Amerikaans batterijbedrijf dat al kijkt naar opschaling.
“Onze aanpak combineert fundamenteel inzicht met industrieel potentieel,” zegt Hoda Ahmed, eerste auteur van het artikel en promovendus aan McGill. “Het is een echte stap richting schaalbare productie.”
Goedkopere en efficiëntere batterijen nu mogelijk
Met de nieuwe DRX-aanpak komen de beloften van goedkopere, duurzamere en efficiëntere lithium-ionbatterijen eindelijk binnen handbereik. In een wereld waarin vraag naar batterijen exponentieel groeit, zou deze technologische doorbraak wel eens cruciaal kunnen blijken.
