Roadmap - Lithium of toch iets anders?

Mooi spul, die lithium(-ion)batterijen. Of toch ook weer niet. Lithium kan snel ontvlammen en zoals elke metaalbrand is een lithiumbrand nauwelijks te blussen. Duurzaam zijn de batterijen ook niet. De meeste kleine gaan driehonderd laadcyclussen volledig mee ­en diep ontladen, vol laden en snelladen beperken de levensduur. Dat geldt ook voor de grote, die wat langer meekunnen. Voor grote batterijen is er daarna misschien nog een tweede leven mogelijk in energieopslag. 

Zeldzaam

Recyling begint van de grond te komen, maar vraagt veel energie en is voorlopig nog niet algemeen. Nodig zal het wel zijn, want lithium is niet overvloedig in de aardkost aanwezig en de meeste mijnen liggen in gebieden buiten de invloedssfeer van de Europese Unie. 

Lithium is ook in Nederland te vinden, maar dan diep in de aarde. Het blijkt boven te komen bij de winning van aardwarmte. Onderzoekers van TU Delft bestuderen de filtermogelijkheden, maar de opbrengsten zouden verschillen. Vooral in Friesland en Limburg is de concentratie hoog: daar kan een liter grondwater meer dan 25 milligram lithium opleveren. Voor de tuinders in het Westland, grootverbruikers van aardwarmte, blijkt de concentratie laag.

In Nederland is de lithium(-ion)batterij al vele jaren onderwerp van wetenschappelijk onderzoek, met de nadruk op het opvoeren van de energiedichtheid en de snelheid van laden. Sneller laden zou mogelijk zijn, maar in universiteitssteden valt te horen dat de top in energiedichtheid zou zijn bereikt. Voor nóg betere batterijen moet naar alternatieven worden gezocht.

Alternatieven

Die alternatieven lijken er te zijn. Een veelbelovende is de vastestofbatterij. Die heeft een gering risico op lekkage, brand en explosie en is snel op te laden. Dit type batterij is er al, maar is relatief duur en wordt nu gebruikt in pacemakers en ruimtevaart. Voor algemener gebruik is meer onderzoek nodig.

Een andere kanshebber is de aluminium- luchtbatterij. Deze gebruikt aluminium en zuurstof om elektriciteit op te wekken en heeft een hoge energiedichtheid. Dat geldt ook voor de zink-luchtbatterij.

Ook wordt er onderzoek gedaan naar nieuwe samenstellingen van natrium-ionbatterijen. Natrium is op veel plaatsen beschikbaar en is in het algemeen minder schadelijk voor het milieu. De Universiteit Twente in Enschede ziet nog een andere mogelijkheid. Met na­triumchloride, aluminium en chloor is een goedje te maken, natrium-tetrachloroaluminaat, voor energieopslag in grotere batterijen. Samen met zout- en chloorproducent Nobian is ‘Enschede’ een project gestart om de productie van ‘zout tot batterij’ in Nederland te houden.

In Delft wordt voor grootschalige opslag van energie juist weer de techniek van de oude nikkel-ijzerbatterij bestudeerd. Dat is een batterij waarbij tijdens het laden ook waterstofgas wordt geproduceerd. Dat gold tot nu toe als nadeel om er industrieel iets mee te doen, maar inmiddels wordt waterstof steeds vaker gezien als alternatief voor lithium(-ion)­batterijen.