Dutch 
English 
French 
Spanish 
German 
Italian 
Portuguese 
Russian 
Chinese 
Een team onderzoekers in China heeft een nieuwe hybride elektrolyt ontwikkeld dat supercondensatoren, energieopslagapparaten die bekend staan om hun snelle oplading en hoge duurzaamheid, aanzienlijk zou kunnen verbeteren. De ontdekking kan grote gevolgen hebben voor elektrische voertuigen en elektriciteitsnetten.
Supercondensatoren slaan energie anders op dan gewone batterijen. In plaats van chemische reacties gebruiken ze de scheiding van ionen. Hierdoor kunnen ze veel sneller opladen en ontladen. Ze worden al gebruikt in technologieën zoals regeneratief remmen en netstabilisatie. Maar tot nu toe hebben ze te kampen met ernstige beperkingen.
De meeste supercondensatoren werken met elektrolyten op waterbasis. Deze zijn veiliger en goedkoper dan organische alternatieven, maar ze gaan kapot bij lage spanningen, meestal onder 1 volt. Ze hebben ook moeite met extreme temperaturen, ze bevriezen onder 0°C en koken bij 100°C. Deze nadelen hebben hun gebruik in EV's en andere veeleisende omgevingen beperkt.
Het Chinese onderzoeksteam pakte dit probleem aan met een nieuw elektrolytmengsel. Hun formule combineert water, een ionische vloeistof genaamd EMIMNTf₂ en kaliumtrifluormethanesulfonaat (KOTf). Normaal gesproken mengen water en ionische vloeistoffen niet, maar het kaliumzout helpt de waterstofbruggen van het water te herstructureren, waardoor de vloeistoffen kunnen combineren.
Deze verandering voorkomt dat het water wordt afgebroken, waardoor de supercondensator op 3,37 volt kan werken, bijna drie keer de gebruikelijke spanning. Hij blijft ook stabiel van 0 tot 100°C, wat hem veel bruikbaarder maakt in echte omstandigheden.
Het prototype bleek ook duurzaam: het behield 81,8% van zijn capaciteit na 10.000 laad-ontlaadcycli bij 60°C. Ter vergelijking: commerciële supercondensatoren kunnen tot 30% van hun capaciteit verliezen na slechts 5000 cycli.
Energiedichtheid was een ander lichtpunt. Hoewel nog steeds niet op het niveau van lithium-ion batterijen, kwam het nieuwe apparaat in de buurt; het behield ook de voordelen van snel laden en ontladen die supercondensatoren uniek maken.
Er blijven echter uitdagingen. De nieuwe elektrolyt bevindt zich nog in het labstadium. Opschaling naar industriële productie vereist nieuwe methoden en bestaande EV-systemen moeten ingrijpend worden aangepast om de hogere spanning aan te kunnen.
Experts zeggen dat de doorbraak veelbelovend is, maar wijzen op de noodzaak van kosteneffectieve productie voordat het kan concurreren met bestaande batterijtechnologieën. Als deze hindernissen worden overwonnen, kan het nieuwe systeem de afhankelijkheid van lithium verminderen en een duurzamere en sneller oplaadbare optie bieden.
Het onderzoek maakt deel uit van China's bredere streven naar innovatie op het gebied van energieopslag. Sinds 2015 heeft het land wereldwijd meer dan 75% aan octrooien aangevraagd met betrekking tot supercondensatoren. Deze nieuwste ontwikkeling ondersteunt wereldwijde inspanningen om de opslag op het elektriciteitsnet te verbeteren en het transport te elektrificeren met behulp van schonere, efficiëntere technologieën.
Hoewel het lithium-ionbatterijen niet snel zal vervangen, kan dit hybride systeem de weg vrijmaken voor nieuwe combinaties die de sterke punten van beide batterijtypen combineren.
