Volledige vaste stof batterijen zijn zo interessant omdat ze langer meegaan en lichter en veiliger zijn dan onze huidige batterijen. Prof.dr. Petra de Jongh van de Universiteit Utrecht publiceerde samen met dr. Didier Blanchard van de Deense Technische Universiteit en prof.dr. Arno Kentgens uit Nijmegen de bevindingen in Advanced Functional Materials.
Lithium+battery
De Utrechtse scheikundigen ontdekten een manier om de vaste stof lithiumboorhydride (LiBH4) bij kamertemperatuur duizend keer zo geleidend te maken. Dat gebeurde bij toeval, in hun onderzoek naar materialen om waterstof reversibel op te slaan. Eén van de onderzochte materialen was LiBH4 dat werd opgesloten in de minuscule poriën van een nanosilica-spons.
"Op een grensvlak van LiBH4 en silica ontstaat een soort snelweg voor lithium-ionen. Door het LiBH4 in een nanosilica-spons te stoppen, creëer je heel veel grensvlak. Daardoor is de geleiding bij kamertemperatuur ineens duizend keer hoger dan normaal", legt prof. dr. Petra de Jongh, hoogleraar Anorganische nanomaterialen aan de Universiteit Utrecht, uit.
Extra innovatiekans
Dit LiBH4 in een nanosilica-spons zou de organische vloeistof kunnen vervangen die nu in lithium-batterijen voor het ionentransport zorgt. Door deze organische vloeistof zijn batterijen brandbaar en kunnen ze lekken. Bovendien kan de vloeistof verdampen of reageren, waardoor de levensduur van de batterijen beperkt is. Daarom wordt al enige tijd hard gezocht naar een vaste stof die net zo goed geleidt als de organische vloeistof.
Volledige vaste stof lithium-batterijen bieden bovendien een extra innovatiekans: pure lithium-elektroden in plaats van elektroden van lithium-composiet. Hierdoor neemt de energiedichtheid toe, zodat de batterijen kleiner en lichter kunnen worden. Lithium-elektroden combineren met de organische vloeistof kan niet, want dat levert kortsluitingsgevaar en stabiliteitsproblemen op.