Superaccu van water en grafiet
Van water en grafiet kan een accu worden gemaakt, die qua energiedichtheid niet onderdoet voor de lithium-ion batterij, maar veel sneller is op te laden en een oneindige levensduur heeft.
Dit is mogelijk door het grafiet te bewerken tot grafeen, een laagje grafiet met een dikte van slechts één koolstofatoom.
Het product heeft wonderbaarlijke eigenschappen en zal in de toekomst waarschijnlijk steeds vaker opduiken aan boord.
Door Tobias Pieffers
Een onderzoeksteam van de Materials Engineering van de Australische Monash University heeft een manier ontdekt om met grafiet en water een krachtige en zeer snel oplaadbare accu te maken.
Om het grafiet de juiste eigenschappen te geven wordt het bewerkt tot grafeen, een enkellaags vlak van koolstof met de dikte van één atoom.
Het vlak heeft een kippengaasachtige structuur.
Grafeen is sterk, chemisch stabiel en een zeer goede geleider van electriciteit.
De elektronen lijken massaloos over het oppervlak te zoeven.
Volgens onderzoeksleider Dan Li is grafeen het toekomstige materiaal voor accu's.
'De techniek is zeer eenvoudig en kan gemakkelijk op grote schaal worden toegepast', zegt Li. 'Water en grafiet zijn in overvloed aanwezig en goedkoop in aanschaf.'
Waterscheiding
De door zijn team ontwikkelde accu is opgebouwd uit grafeenvellen, die van elkaar worden gescheiden door water.
'Zonder die scheiding vormen de grafeenvellen zich onmiddellijk weer tot grafiet, waardoor het merendeel van het extreem grote werkzame oppervlak en daarmee de grafeeneigenschappen verloren gaat', zegt Li
'Door het grafeen vochtig te houden in een soort gel, ontstaan afstotende krachten tussen de verschillende vellen grafeen en wordt samenhoping voorkomen.'
Wonderproduct grafeen zal vaker opduiken aan boord
Li zegt dat hij in eerste instantie nauwelijks kon geloven een oplossing voor het werken met grafeen te hebben gevonden.'We nemen twee doodnormale stoffen en maken daar een product van met geweldige eigenschappen.
Snelle, betrouwbare en betaalbare energie-opslagsystemen zijn cruciaal voor de verdere ontwikkeling van elektriciteitsproductie duurzame bronnen en het gebruik ervan in de transportsector.
Grafeenaccu's bieden uitkomst voor de massaproductie van elektrische voertuigen.'Volledig op accu's varende elektrische binnenvaartschepen zijn op zijn minst gezegd echter nog ver weg.
Grafeen zal zijn intrede klein beginnen.
Elektronica
Omdat grafeen doorzichtig, flexibel en toch stijf is, leent het zich ook goed voor toepassingen in elektronica en sensortechniek.
Touchscreens, molecuuldetectie, maar ook waterzuiveringsystemen zullen in de toekomst steeds vaker op basis van grafeen werken.
Kleine accu's en batterijen zullen ook niet lang op zich laten wachten.
Grotere accu's bijvoorbeeld de start- en noodaccu's aan boord, zijn nog verder weg.
Dit komt doordat één van de grote hobbels in het werken met grafeen het maken van grote vellen is.
In 2010 lukte het Zuid-Koreaanse en Japanse wetenschappers pas om grote lappen grafeen te maken.
Onderzoekers van het Berkely National Laboratory in Amerika ontdekten enkele maanden terug dat voor accu's te gebruiken grafeenvellen ook met minuscule tinlaagjes van elkaar kunnen worden gescheiden.
Schuttevaer - Deventer, 12 augustus 2011
Mvrgr. van Gerrit