Name: Hoe maak je een superbatterij?
Uploaded: 2022-07-08T00:00:00+02:00
Duration: 8 min
Description: Steeds meer auto’s worden elektrisch. Zelfs oldtimers kun je laten rijden op een elektromotor. Wetenschappers werken hard aan een superbatterij die nog langer meegaat.

Klas 4/5/6

Niet alleen auto's, maar al die miljoenen apparaten voor huishoudens en industrieën schreeuwen om een superbatterij. En onze vraag is dan ook: hoe maak je dan die superbatterij en iemand die daar nu aan werkt samen met de TU Delft is Arjen Didden. Fijn dat je er bent, Arjen. Jij bent technoloog en chemicus. Ja. En jij hebt een batterij meegenomen die misschien wel een hele mooie belofte is. Want wat kan deze batterij wat deze oude batterij niet kan? Vooral heel veel meer energie opslaan dus we verwachten dat met onze batterij dat we dus vijftig tot zeventig procent meer capaciteit in een batterij kunnen persen dan wat je nu op de markt kan krijgen. Da's veel. Wat betekent dat? Wat zegt dat? Wat kun je daarmee? Dat betekent eigenlijk dat je telefoon bijvoorbeeld zestig procent langer meegaat. Of dat je auto een flink stuk verder kan gaan rijden. Gaan we zo meteen over doorpraten. Want we gaan in de toekomst dus veel meer accu's nodig hebben. Zelfs klassieke auto's worden al omgebouwd tot elektrische auto's. En Elisabeth ging kijken bij zo'n ombouwer. Hoeveel power heb ik nu in m'n handen met een zo'n ding? Met een zo'n module heb je 5,3 kilowattuur in je handen. Oke. Wat wij hier doen is het ombouwen van auto's van brandstofauto's naar honderd procent elektrisch. En veelal zijn dat oldtimers. We hebben Novi, Citroen, Deux-cheveaux, Saab, Volvo's. Hoeveel kost het om zo'n auto te laten ombouwen? Dat hangt heel erg af van de grootte van het accupakket. Een lelijk eendje kun je al ombouwen voor vijftienduizend euro. Dit soort auto's? Ja, en dan praat je over dertig, veertigduizend euro. Dit is de motor en dit is de elektronica. En hiertussen zit een differentieel, dat is alles. Hier kunnen wij 600 pk uit halen. Zo'n klein blok eigenlijk. Oke. Waar je nu aan werkt, dat zijn gebruikte Tesla-modules, die komen uit gecrashte Tesla's. En die accu's zijn vaak nog heel erg goed. Dus het is zonde om die niet meer te gebruiken. En jij als automan he, gaat je hart niet een beetje bloeden als je die ouwe motor eruit haalt en dan deze erin zet? Ja. Ik heb altijd klassieke auto's gehad en veel gesleuteld. En dat is inderdaad iets wat je dan mist, maar dan focus je alleen maar op dat, terwijl als je andere factoren meeneemt. Wat is goed voor milieu? Hoe rijdt het? Het rijdt veel relaxter elektrisch. Ja? Stiller, je hebt minder onderhoud aan je auto's. Heb je iets voor me staan wat ik kan uitproberen? Ja. Daar staat ie. Zo. Oh wat gaaf! Ze is een schoonheid, ook al heeft ze nu een elektromotor en vijf modules van een gecrashte Tesla. Alles oogt nog origineel en zelfs de laadstekker kan op de plek van de oude benzinedop. Niet de stilste auto waar ik ooit in heb gereden maar wel de gaafste. Het maakt een beetje het geluid als een oude stadsbus hier hoor maar kijk, nu moet ik remmen. Alsof je in zo'n harmonicabus zit. Maar het is absoluut een auto met karakter en het is gewoon schoon. Ik rij een oldtimer, maar dan zonder schuldgevoel. De Europese ambitie is dat we onze eigen accu's bouwen. Made by Euro. En dan het liefst ook betere accu's. Want met deze klassieker kan ik nu maar 200 kilometer ver rijden. Tot straks schatje. Ja, want dat is de truc he? Hoe haal je meer uit minder batterij, in feite. Gaan we zometeen nog even over doorpraten, maar eerst: hoe werkt een batterij in de basis? Ja. Nou, dat kunnen we wel even laten zien op de animatie. Wat je hier ziet is eigenlijk een lege batterij met lithiumionen en de lithiumionen die bewegen eigenlijk van de positieve pool van de kathode naar de anode. En om dat te doen moet je ook elektronen laten lopen. En dat kost energie. En op het moment dat alle lithiumionen in de anode zitten, dan is de batterij eigenlijk opgeladen. Nou, als je dan de batterij gaat gebruiken bijvoorbeeld voor je telefoon, dan keer je dat proces om. En dus dan gaan alle lithiumionen weer terug van de anode naar de kathode. En de elektronen die gaan dan via je telefoon en leveren daar hun energie af. En dat is dus hoe de klassieke batterij werkt. En wat maakt deze batterij dan anders? Nou, dat zit eigenlijk in de kathodemateriaal. De kathode, dat is deze kant van de batterij. Eigenlijk is het basisprincipe is dat hoe meer lithiumionen je in je batterij kan stoppen, hoe groter de capaciteit is. Nou, door grafiet te vervangen door silicium kunnen wij die anode stuk kleiner maken. Die wordt ze ongeveer zo groot. En dat betekent dat je deze ruimte eigenlijk beschikbaar houdt om meer lithium in te stoppen. En dat betekent dus meer capaciteit en dus langer rijden met je auto of langer met je telefoon. En hoe vaak kan je hem dan opladen? Da's toch een van de grote uitdagingen die we hebben. Dus op dit moment kunnen we ongeveer tweehonderd keer laden en ontladen. We zijn hard aan het werk om dat op te krikken naar bijvoorbeeld duizend keer wat je bijvoorbeeld voor auto's nodig hebt. Ja. Dan al zes keer kunnen laden. Ook wel een iets grotere batterij nodig dan dit. Daar heb je ook een iets grotere batterij nodig dan dat, ja. Maar vertel eens, want als je hem tweehonderd keer kan opladen kan je hem dan wel voor andere dingen gebruiken? Ja ja, we verwachten eigenlijk dat onze eerste toepassingen gaan zijn in bijvoorbeeld in drones of in consumentenelektronica. Dus producten waarbij volume en gewicht van de batterij belangrijk zijn. Heel erg belangrijk ja. Want als we even terugkijken, als we even in de helikopter gaan hangen en kijken naar deze ontwikkeling, die begint natuurlijk al nou ja, heel lang geleden. Maar we hebben hier een grafiek vanaf de jaren negentig. Nou, toen had je volgens mij nog deze ja grote jongens, ik ken ze nog van de cassetterecorder. Ja precies. Dat zegt wel iets. En we gaan dus daarheen. Kun je vertellen wat we hier zien? Ja nou, op de op deze grafiek zie je eigenlijk voor lithiumbatterijen de energiedichtheid over de tijd. En de energiedichtheid is de hoeveelheid energie die je op kan slaan in een bepaald volume batterij. En je ziet eigenlijk dat in de afgelopen dertig jaar dat steeds stapje voor stapje beter is geworden. En we zitten nu ongeveer rond de achthonderd wattuur per liter. En wij verwachten dat we met onze technologie boven de twaalfhonderd wattuur per liter uitkomen. En dat je hem dan vaker kunt opladen? Ja en dat je hem dus vaker op kan laden. Ja. Want als we hier over inderdaad over tien jaar nog een keer zitten en het hierover hebben, zijn we dan verlost van die enorme bakken batterijen achterin de auto? Waarschijnlijk wel. Ze zijn ieder geval dan een stuk kleiner geworden dan wat ze nu zijn. En ook de grondstoffen die je ervoor nodig hebt. Dat is natuurlijk ook altijd nog een uitdaging. Is dat ook beter geregeld? 
Voor een deel wel, dus wij gebruiken geen grafiet. Grafiet wordt nu ja, wordt gewonnen in mijnen. Wij vervangen dat door silicium. Dat is een wat schoner proces, is ook energiezuiniger om het te maken. Een ander materiaal wat in batterijen zit is kobalt bijvoorbeeld is een ja kritiek element. Dat zit nog wel in onze batterij. Maar stel dat je ook daarvoor een andere kathodemateriaal zou gebruiken, dan zou je nog steeds een hogere energiedichtheid hebben met onze siliciumanodes. En dan kom je wel dicht in de buurt van de superbatterijen. Ja. Van de toekomst. Ja zeker. 
Dank je wel, Arjen Didden.

Welke apparaten verbruiken veel energie? En hoe kun je energie besparen in huis? Ga op ontdekking met deze interactieve schoolplaat speciaal voor de bovenbouw en kom meer te weten over energie in en rondom het huis!

Interactieve schoolplaat in en rondom het huis

Energie in en rondom het huis

Hoe maak je een superbatterij?

Logo NTR zwart

Logo NTR wit

De meest interessante reportages, gesprekken en fragmenten uit het wetenschapsprogramma Atlas (NTR).

Programmaheaders

Logo Wetenschap

Atlas in de klas

Naar het Youtubekanaal van NTR Wetenschap

Steeds meer auto’s worden elektrisch. Zelfs oldtimers kun je laten rijden op een elektromotor. Wetenschappers werken hard aan een superbatterij die nog langer meegaat.

Natuurkunde

Een kleinere accu met meer vermogen

Bekijk ook

Extra's

Schooltv biedt meer dan video's! Ontdek onze extra inhoud:

Ontvang jij de nieuwsbrief al? Blijf op de hoogte door je aan te melden en ontvang elke maand een nieuwsbrief naar keuze in je inbox!

De minister zet een streep door de NTR en daarmee ook door Schooltv.          
Laat Schooltv niet verdwijnen. 

Strooigoed en pepernoten

Schrijf je in de voor de maandelijkse nieuwsbrief voor het laatste Schooltv PO-nieuws

Nieuwsbrief PO

Blijf op de hoogte van het laatste Schooltv-nieuws voor VO.

Nieuwsbrief VO

Contact

Schooltv Help

Veelgestelde vragen

Schooltv maakt educatieve content voor het onderwijs, bestaande uit video's en interactief materiaal. Altijd bij de les!

Over Schooltv

Over Schooltv.nl

Schooltv.nl is een videodatabase, gevuld met educatieve en informatieve videoclips, filmpjes, fragmenten, liedjes, animaties, lesvideo’s afleveringen, TV-programma’s, televisieseries, videoverzamelingen en afspeellijsten.