Onderzoekers van de Technische Universiteit Zürich (ETHZ) hebben een nanomateriaal ontwikkeld waarmee in lithium-ion-accu’s aanzienlijk meer energie kan worden opgeslagen. Het nieuwe materiaal bestaan uit zeer kleine tinkristallen die de minpool van de accu vormen. Bij het laden nemen de kristallen lithiumionen op, en staan deze bij het ontladen weer af. Met het nieuwe materiaal kan de hoeveelheid opgeslagen energie in vergelijking met conventionele elektroden worden verdubbeld.

 

Een tin-atoom kan bij het laden minstens vier lithiumionen opnemen. Hierbij wordt het atoom drie keer zo groot. In massieve elektroden kan deze volumeverandering tot problemen leiden. De onderzoekers hebben hiervoor een oplossing gevonden door de tin-atomen in een poreuze koolstofmatrix in te bedden. Hierdoor ontstaat een ‘spons’ die bij het laden uitzet en bij het ontladen weer inkrimpt. Ook zijn de onderzoekers er in geslaagd om de afmetingen van de tinkristallen zodanig aan te passen dat de maximale hoeveelheid energie wordt opgenomen. Dit blijkt bij kristallen van 10 nm het geval te zijn.

 

Foto: Maksym Kovalenko