Onderzoekers van Stanford University hebben een verbeterd ontwerp gemaakt van de Li-ion accu, die veel wordt gebruikt in draagbare apparatuur zoals notebooks. Ze claimen dat de accu tien keer zoveel lading kan dragen, waardoor apparaten tien keer langer op één accu kunnen werken.
Het verschil met het huidige ontwerp ligt in het materiaal dat de lithium-ionen absorbeert in de anode van de cel. Tot nu toe werd daarvoor koolstof in de vorm van grafiet gebruikt, maar het is al zo'n dertig jaar bekend dat het volgende element uit groep 14, silicium, meer ionen kan absorberen.
In het verleden is onderzoek hiernaar opgegeven omdat de siliciumdeeltjes in de praktijk uiteen bleken te vallen nadat de cel enkele keren was geladen en ontladen. De stof zet namelijk sterk uit bij het opnemen van lithium-ionen (opladen) en krimpt bij het afstaan van lithium-ionen (gebruik van de accu).
De onderzoekers hebben nu een bruikbare anode gemaakt met behulp van nanotechnologie. De silicium nanodraden, die duizend keer dunner zijn dan een vel papier, zijn wel bestand tegen de volumetoename bij het opnemen van Li+-ionen. Volgens het team worden ze zonder problemen vier keer hun normale grootte.
Een patentaanvraag is al ingediend en de onderzoekers overwegen om een bedrijf op te richten of een overeenkomst te sluiten met een accufabrikant. Omdat silicium nanodraden veel worden gebruikt in de industrie zou het niet moeilijk zijn om het productieproces van de Li-ion accu aan te passen. In principe kan de nieuwe technologie dus relatief snel (binnen enkele jaren) voor consumenten beschikbaar zijn. De accu's zouden niet alleen in notebooks en andere draagbare apparaten gebruikt kunnen worden, maar ook in auto's en volgens de onderzoekers zelfs als energieopslag bij zonnepanelen.
Bronnen: Stanford News, Wikimedia Commons, Wikimedia Commons (2)
