Batterijonderzoek: trage vooruitgang

Batterijonderzoek: trage vooruitgang

“Solid-state batterijen behoren tot de populaire kandidaten voor de volgende generatie batterijen.”MARTIN FINSTERBUSCH

Automobieleconomie: De volgende generatie solid-state batterijen zou twee keer zo krachtig en veilig moeten zijn als de huidige lithium-ionbatterijen. Wat is waar over de beloften van de autofabrikanten?
Martin Finsterbusch: Solid-state batterijen behoren zelfs tot de populaire kandidaten voor de volgende generatie batterijen voor elektrische mobiliteit. Omdat ze geen vloeibare elektrolyten meer bevatten, zijn ze lekvrij en temperatuurstabiel, in tegenstelling tot de huidige generatie lithium-ionbatterijen. Ook werken we binnen ons onderzoeksinstituut aan het verdubbelen van de energiedichtheid en het verbeteren van de stabiliteit op lange termijn.

Hoe ver bent u met uw onderzoek en wanneer kunnen we verwachten dat de nieuwe generatie batterijen klaar is voor de markt?
Als morgen een van mijn medewerkers alle resterende fysische en chemische problemen in één klap zou oplossen, zou dat maar twee jaar duren. Sterker nog, we hebben nog een aantal hindernissen te overwinnen, omdat onze cellen voorlopig alleen op laboratoriumschaal functioneren. De grote uitdaging ligt nu in het opschalen van de functie van de individuele kleine cel naar het batterijpakket van enkele honderden grote cellen in een voertuig. In de volgende stap moeten de materialen en productieprocessen worden geoptimaliseerd in termen van kostenefficiëntie, aangezien elke cent telt in de autoproductie. Ik verwacht dan ook geen functionele prototypes vóór 2025 en mogelijke grootschalige productie vóór 2030.

Autofabrikanten als Toyota en Fisker, maar ook stofzuigerfabrikant Dyson, willen begin jaren twintig solid-state batterijen op de markt brengen. Zit hier enige waarheid in, of zijn het slechts geruchten?
Als ik dat wist, zou ik geen natuurkundige zijn, maar een helderziende(lacht). Veel onderzoekslaboratoria over de hele wereld werken momenteel in het strengste geheim aan nieuwe disruptieve batterijtechnologieën. Niemand kan vandaag zeggen wie uiteindelijk de race zal winnen.

Je hoort over verschillende concepten zoals lithium-zwavel-, lithium-lucht- of zelfs lithium-glasbatterijen. Welke is volgens jou het meest veelbelovend?
Bij het Jülich Research Center werken we voornamelijk aan de ontwikkeling van op oxide gebaseerde keramische vastestofbatterijen. Hoewel deze grotere productie-uitdagingen hebben vergeleken met op zwavel of fosfaat gebaseerde vastestofbatterijen, zijn ze ook het meest stabiel. Wij ontwikkelen de uitgangspoeders, halffabrikaten en functionele lagen en bouwen daarmee complete cellen op. Wij beschikken over jarenlange kennis en een groot portfolio aan keramische productie- en verwerkingsprocessen, waarmee wij een grote verscheidenheid aan materialen kunnen combineren en verschillende celtypen kunnen produceren. De focus ligt altijd op het ontwikkelen van materialen en processen die zo kosteneffectief en schaalbaar mogelijk zijn.

Zou u zelf vandaag een elektrische auto kopen of wacht u liever op de volgende technologische sprong in de ontwikkeling van batterijen?
Er zal de komende jaren waarschijnlijk geen grote technologische sprong plaatsvinden, maar eerder een geleidelijke evolutie van de batterijtechnologie. De lithium-ionbatterij met vloeibare elektrolyt bestaat immers al 25 jaar en wordt voortdurend verder ontwikkeld. Daarom ben ik al geïnteresseerd in het kopen van een elektrische auto, maar ik heb gemerkt dat ik vaak geen competente antwoorden krijg van dealers op mijn vragen over de momenteel geïnstalleerde voertuigaccu's. Bovendien is de laadinfrastructuur nog niet voldoende beschikbaar voor mijn mobiliteitsbehoefte, dus wacht ik liever nog even.