European Observatory for Nanomaterials

Accu’s slaan middels elektrochemische reacties elektrische energie op voor later gebruik. Ze zijn gemaakt uit twee elektroden (een negatieve pool (kathode) en een positieve pool (anode)) en een elektrolyt.

In vergelijking met vloeibare fossiele brandstoffen slaan accu’s minder energie op bij een gelijk gewicht of materiaalvolume. Naast de hoge kosten, de beperkte beschikbaarheid van grondstoffen en de relatief lage oplaadsnelheid behoort dit tot de grootste uitdagingen waarmee de huidige accutechnologie zich geconfronteerd ziet.

Lithium-ion-accu’s zijn momenteel de beste beschikbare optie voor elektriciteitsopslag. Ze worden in uiteenlopende apparaten gebruikt, waaronder mobiele elektronica en elektrische auto’s. Het toekomstige gebruik van accu’s in deze apparaten vereist hogere opslagcapaciteiten, snellere laadsnelheden en lagere kosten.

Nanomaterialen kunnen betere accu’s mogelijk maken door middel van verbeterde materialen voor kathoden en anoden. Het grote oppervlak van nanomaterialen zoals grafeen helpt het contact tussen kathoden, anoden en de elektrolyt te vergroten, waardoor accu’s sneller kunnen worden opgeladen.

Koolstofnanobuizen kunnen worden gebruikt om sterke, duurzame elektroden te maken die een hoge mechanische integriteit hebben maar ook hun flexibiliteit behouden. Daarnaast gebruiken wetenschappers nanomaterialen om de slijtage van accu’s te verminderen, zodat ze hun capaciteit gedurende vele oplaadcycli behouden.

Verder kunnen nanomaterialen helpen om andere accutechnologieën dan lithium-ion-accu’s economisch en technisch haalbaar te maken. Accutechnologieën zijn afhankelijk van een voldoende aanbod aan grondstoffen, dus zouden natrium-ion-accu’s een geschikte vervanging kunnen zijn, aangezien natrium meer beschikbaar is dan lithium.