Mischa Brendel
Een op zwavel gebaseerde accu ontwikkeld door het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in de VS kan volgens de onderzoekers circa vier keer zoveel energie leveren als de huidige lithium-ionaccu’s. De lithium-zwavelaccu van het ORNL bevat geen vloeistoffen. De accu zou bovendien goedkoper zijn en ook nog eens minder brandgevaar opleveren.
De ORNL-accu is gebaseerd op een compleet andere benadering dan die van een accu waarbij de anode en kathode verbonden zijn via een vloeibare elektrolyt. Lithium-zwavelaccu’s worden al langer gezien als een veelbelovend alternatief voor lithium-ionaccu’s, maar tot nu toe was het probleem dat zij werkten met vloeibare elektrolyten. Aan de ene kant maakte de vloeistof het mogelijk om de ionen door de accu te verplaatsen door het oplossen van lithium-zwavelmengsels. Tegelijkertijd echter zorgde deze oplossing ervoor dat de accu’s zeer snel kapot gingen.
Daarop ontwikkelde het onderzoeksteam van het ORNL een aantal zwavelrijke materialen die ionen net zo goed geleiden als de lithium-metaaloxides die doorgaans worden gebruikt in de kathodes van accu’s. Vervolgens combineerden de onderzoekers deze zwavelrijke kathode en een lithium-anode met een vaste elektrolyt, eveneens ontwikkeld bij het ORNL; waaruit deze vaste elektrolyt bestaat, is niet bekend.
De lithium-zwavelaccu had een capaciteit van 1.200 milli-Ampère-uur (mAh) per gram na 300 ontladingscycli bij 60 graden Celsius; een vergelijkbare lithium-ionaccu had na evenveel ontladingen bij dezelfde temperatuur een capaciteit die acht keer lager lag. Omdat de lithium-zwavelaccu echter ongeveer de helft van het voltage levert van een lithium-ionaccu, levert de lithium-zwavelaccu in de praktijk ongeveer vier keer zoveel energie.
Vanwege het feit dat zwavel een goedkope grondstof is, verwachten de onderzoekers ook dat hun accu’s uiteindelijk goedkoper geproduceerd kunnen worden dan lithium-ionaccu’s.
