Onderzoekers hebben een ultralichte batterij ontwikkeld die energie opslaat én deel uitmaakt van het chassis, een potentiële gamechanger voor EV’s en de energietransitie.
Onderzoekers van Chalmers University of Technology presenteren op het World Economic Forum een revolutionaire ‘structurele batterij’ die zowel energie opslaat als mechanische kracht kan dragen. De technologie zou de toekomst van elektrische voertuigen en consumentenelektronica drastisch kunnen veranderen.
Volgens de studie, gepubliceerd in Advanced Materials, hebben de onderzoekers een batterij ontwikkeld die niet alleen energie opslaat, maar ook fungeert als een primair structureel onderdeel van een product. Dit betekent dat de batterij zelf kan dienen als chassis, frame of behuizing, waardoor zware losse batterijpacks overbodig worden.
“Het is net als een menselijk skelet,” zegt Chalmers-onderzoeker Richa Chaudhary. “De batterij heeft meerdere functies tegelijk: hij is stijf genoeg om structurele lasten te dragen en kan tegelijkertijd energie opslaan op een niveau dat commercieel interessant is.”
Geen zware metalen en vederlicht
Het geheim van deze technologie zit in de materiaalsamenstelling. Beide elektroden bestaan uit carbonfiber, waarbij de positieve elektrode is gecoat met lithium-ijzerfosfaat. De vezels fungeren niet alleen als structurele versterking, maar ook als stroomgeleider en actieve batterijcomponent. Dit ontwerp elimineert de noodzaak voor zware metalen zoals koper of aluminium, waardoor het totale gewicht van de batterij aanzienlijk wordt verlaagd.
Daarnaast maakt de batterij gebruik van een semi-solide elektrolyt in plaats van een vloeibare variant. Dit verhoogt de veiligheid, vermindert het risico op brand en maakt de batterij stabieler bij industriële toepassingen.
70% verder rijden
De nieuwste generatie structurele batterijen van Chalmers bereikt een elasticiteitsmodulus van 70 GPa, vergelijkbaar met aluminium en titanium. De energiedichtheid bedraagt momenteel 30 Wh/kg. Hoewel dit lager is dan bij conventionele lithium-ionbatterijen, compenseert het feit dat de batterij deel uitmaakt van het voertuig of product zelf: het lagere gewicht leidt tot een enorme energiebesparing.
Volgens professor Leif Asp kan een elektrische auto met deze technologie zelfs tot 70% verder rijden dan vandaag, puur dankzij het gewichtsverlies en de multifunctionele eigenschappen van het materiaal.
“Industrie toont al interesse”
De impact van deze innovatie is breed: van laptops en smartphones tot drones, elektrisch gereedschap, auto’s en vliegtuigen. In consumentenelektronica zou dit kunnen betekenen dat laptops de helft lichter worden en mobiele telefoons dunner en krachtiger. In de transportsector biedt het directe voordelen voor drones en gereedschap, en op termijn voor chassis van auto’s en vliegtuigfuselages.
“De industrie toont veel interesse, vooral automotive en aerospace,” zegt Asp. “Het potentieel om energieverbruik en materiaalgebruik drastisch te verminderen, is enorm.”
Van lab naar markt
Hoewel de prestaties indrukwekkend zijn, erkennen de onderzoekers dat er nog engineering nodig is om de batterijen op industriële schaal te produceren en het vermogen te verhogen voor toepassingen met hoge energiebehoefte. Chalmers werkt hiervoor samen met Sinonus AB, een spinoff die zich richt op commercialisatie.
Het ontwikkelen van veiligheidseisen en standaarden zal essentieel zijn voor grootschalige toepassing. Zodra deze kaders aanwezig zijn, belooft de technologie aanzienlijke milieu- en economische voordelen: minder materiaalgebruik, langere actieradius en hogere efficiëntie voor elektrische voertuigen.
Potentiële gamechanger
Structurele batterijen combineren mechanische sterkte en energieopslag in één materiaal, waardoor voertuigen en apparaten lichter en efficiënter worden. Dankzij carbonfiber en semi-solide elektrolyten kan het gewicht drastisch worden verlaagd, zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.
Met verdere optimalisatie en industriële investeringen lijkt deze technologie klaar om daadwerkelijk een gamechanger te worden en de energietransitie een flinke duw vooruit te geven.
