Accu’s maken van afgedankte glazen flessen
Zelfs met de huidige recycling-programma’s komen ieder jaar miljarden glazen flessen op de vuilnisbelt terecht. Dit heeft onderzoekers ertoe aangezet om na te gaan of het siliciumdioxide van lege flessen kan worden omgezet in pure silicium nanodeeltjes voor lithium-ion-accu’s. Goed nieuws: onderzoekers van het Bourns College of Engineering van de University of California (Riverside) hebben met afgedankte glazen flessen en een goedkoop chemisch proces met succes nanosilicium-anodes voor hoog-presterende lithium-ion-accu’s kunnen maken.
Zelfs met de huidige recycling-programma’s komen ieder jaar miljarden glazen flessen op de vuilnisbelt terecht. Dit heeft onderzoekers ertoe aangezet om na te gaan of het siliciumdioxide van lege flessen kan worden omgezet in pure silicium nanodeeltjes voor lithium-ion-accu’s. Goed nieuws: onderzoekers van het Bourns College of Engineering van de University of California (Riverside) hebben met afgedankte glazen flessen en een goedkoop chemisch proces met succes nanosilicium-anodes voor hoog-presterende lithium-ion-accu’s kunnen maken. Deze accu’s kunnen de actieradius van elektrische en plug-in hybride voertuigen vergroten, en zorgen voor meer energie bij minder laadcycli in persoonlijke elektronica zoals smartphones en laptops.
In silicium-anodes kan meer dan tien keer zoveel energie worden opgeslagen dan in conventionele elektrodes van grafiet, maar door uitzetting en krimp tijdens het laden en ontladen worden ze instabiel. Het tot nano-afmetingen verkleinen van het silicium gaat deze effecten tegen, en door een goedkope chemische reactie los te laten op een overvloedig aanwezige en relatief zuivere vorm van silicium hebben de onderzoekers halve cellen voor lithium-ion accu’s gecreëerd waarin bijna vier keer zoveel energie kan worden opgeslagen dan in conventionele anodes van grafiet.
Zoals verwacht presteerden knoopcellen die met de anodes van flessenglas-silicium werden gemaakt bij lab-tests veel beter dan traditionele batterijen. De met koolstof bedekte uit glas afgeleide elektroden van silicium (gSi@C) vertoonden uitstekende elektrochemische eigenschappen en hadden na 400 cycli bij 0,5-C een capaciteit van ongeveer 1420 mAh/g.
Volgens promovendus materiaalwetenschappen Changling Li, tevens eerste auteur van het onderzoeksrapport, kan uit één glazen fles genoeg nanosilicium worden gehaald voor honderden knoopcelaccu’s of voor drie tot vijf pouch cell accu’s.
Onderzoeksrapport: Changling Li et al, Silicon Derived from Glass Bottles as Anode Materials for Lithium Ion Full Cell Batteries, Scientific Reports (2017). DOI: 10.1038/s41598-017-01086-8
In silicium-anodes kan meer dan tien keer zoveel energie worden opgeslagen dan in conventionele elektrodes van grafiet, maar door uitzetting en krimp tijdens het laden en ontladen worden ze instabiel. Het tot nano-afmetingen verkleinen van het silicium gaat deze effecten tegen, en door een goedkope chemische reactie los te laten op een overvloedig aanwezige en relatief zuivere vorm van silicium hebben de onderzoekers halve cellen voor lithium-ion accu’s gecreëerd waarin bijna vier keer zoveel energie kan worden opgeslagen dan in conventionele anodes van grafiet.
Zoals verwacht presteerden knoopcellen die met de anodes van flessenglas-silicium werden gemaakt bij lab-tests veel beter dan traditionele batterijen. De met koolstof bedekte uit glas afgeleide elektroden van silicium (gSi@C) vertoonden uitstekende elektrochemische eigenschappen en hadden na 400 cycli bij 0,5-C een capaciteit van ongeveer 1420 mAh/g.
Volgens promovendus materiaalwetenschappen Changling Li, tevens eerste auteur van het onderzoeksrapport, kan uit één glazen fles genoeg nanosilicium worden gehaald voor honderden knoopcelaccu’s of voor drie tot vijf pouch cell accu’s.
Onderzoeksrapport: Changling Li et al, Silicon Derived from Glass Bottles as Anode Materials for Lithium Ion Full Cell Batteries, Scientific Reports (2017). DOI: 10.1038/s41598-017-01086-8
