Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Schematische weergave van een redox flow-batterij. De oplossingen met elektroliet worden vanuit opslagtanks door een elektrochemische cel gepompt, waar de lading/ontlading plaatsvindt. Illustratie E. Otten, RUG

Omdat het aanbod van groene energie sterk kan wisselen is er grootschalige opslag nodig om het elektriciteitsnetwerk stabiel te houden. Het is lastig hele grote normale batterijen te maken. Daarom is het concept van flowbatterijen, die stroom in een vloeistof opslaan, aantrekkelijk. Maar voor dit type batterij zijn zeldzame en metalen nodig en ze zijn duur om te maken. RUG-wetenschappers hebben nu een nieuw type elektrolyt voor flowbatterijen ontwikkeld dat beide problemen kan oplossen.

De resultaten zijn gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society op 8 maart.

Flowbatterijen lijken sterk op onze gewone batterijen. Maar een groot verschil is dat ze de energie opslaan in twee verschillende vloeistoffen met daarin opgeloste chemicaliën. Zo'n batterij wordt opgeladen (en ook weer ontladen) door deze vloeistoffen door een elektrochemische cel te pompen, langs een membraan dat de uitwisseling van ionen toestaat. De energie-inhoud van zo'n batterij is eenvoudig op te schalen door grotere opslagtanks voor de vloeistoffen te gebruiken.

China heeft recent dit soort flowbatterijen geïnstalleerd om het variabele aanbod van groene stroom op te vangen. ‘Grootschalige opslagcapaciteit is nodig wanneer de wisselende stroombronnen, zoals wind of zon, een flink aandeel van de energiemix vormen. Dan dreigt er instabiliteit van het netwerk', zegt Edwin Otten, associate professor in moleculaire anorganische chemie aan de RUG. ‘Het type batterij dat de Chinezen gebruikten is ontwikkeld in de jaren 1980 en gebaseerd op een vloeistof met vanadium.'

Dit metaal wordt op maar enkele plekken gewonnen. ‘Daarom is de aanvoer niet altijd verzekerd, en is het nogal duur', legt Otten uit. Bovendien is er een speciale membraan nodig om de twee vloeistoffen van elkaar te scheiden, wat ook voor extra kosten zorgt. Daarom ontwikkelde de onderzoeksgroep van Otten, samen met collega's van de TU Eindhoven en de Technical University of Denmark, een nieuw type materiaal voor flowbatterijen.

 
De Blatter radicaal die is gebruikt in het onderzoek kan elektronen opnemen of
afgeven. Illustratie E. Otten, RUG

Blatter radicaal
‘We wilden een symmetrische batterij maken, waarin beide opslagtanks dezelfde vloeistof bevatten', vertelt Otten. ‘Daarnaast wilden we de vloeistof baseren op een organisch molecuul, en niet op een metaal.' Beide zijden van een flowbatterij bevatten doorgaans een verschillende vloeistof, die elektronen kunnen opnemen of afstaan. Er zijn wel symmetrische batterijen gemaakt, door de moleculen die aan beide zijden gebruikt worden aan elkaar te verbinden en dit hybride molecuul in allebei de tanks te stoppen. ‘Een nadeel van deze methode is dat je maar de helft van dat molecuul gebruikt. En bovendien ontstaan er bij gebruik reactieve radicalen die ze kunnen afbreken. Dat zorgt voor problemen met de stabiliteit.'

Daarom gebruikten Otten en zijn team een andere aanpak. Zij gingen opzoek naar en stabiel molecuul dat elektronen kan accepteren én doneren. Dat is dus aan beide kanten van de batterij te gebruiken. De meest geschikte verbinding was een Blatter radicaal, een bipolaire organische verbinding die in een redoxreactie elektronen kan doneren en accepteren. ‘En het molecuul dat we kozen was van zichzelf al stabiel', zegt Otten.

Zijn team testte de verbinding in een kleine elektrochemische cel. Die werkte prima, en bleef stabiel gedurende 275 cycli van laden en ontladen. ‘We moeten dat wel naar enkele duizenden cycli verhogen. Maar dit experiment was een bewijs dat het concept mogelijk is. We kunnen een stabiele, symmetrische flowbatterij maken.' De organische Blatter radicaal is relatief eenvoudig te maken en hoewel er momenteel geen fabrikant voor is, zou dat ook op grote schaal moeten kunnen.

Onbalans
‘Een ander voordeel van ons symmetrische systeem is dat lekkage van het molecuul door de membraan geen problemen oplevert', legt Otten uit. ‘Het kan zorgen voor een iets hoger volume in een van beide opslagtanks, maar die onbalans is eenvoudig te herstellen door de polariteit om te schakelen.' Tijdens de testen bleek dit inderdaad te werken. Eerdere experimentele symmetrische batterijen waren niet stabiel genoeg om voldoende cycli te krijgen waarmee dit was aan te tonen.

De volgende stap is om een in water oplosbare versie van het Blatter radicaal te maken. De meeste elektrochemische cellen zijn ontworpen voor waterige vloeistoffen, aangezien dat een goedkoop en onbrandbaar oplosmiddel is. ‘Enkele promovendi uit mijn groep werken hier nu aan.' En een volgende test is om de stabiliteit en oplosbaarheid van dat nieuwe Blatter radicaal op grote schaal te testen. Otten: ‘Het is cruciaal dat onze verbinding stabiel genoeg is voor commerciële toepassingen.' 

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> Gigantisch grote geleiding...
> Nederland behoort weer tot...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Het is de tijd voor technologie

Helderziend?

Kent u de afkorting STEM?

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Advertorial

  
De complexe of de Anybus-oplossing?
Embedded industrial ethernet in 2 dagen in plaats van maanden
Anybus CompactCom is een volledig geïntegreerde embedded communicatieoplossing - beschikbaar als opsteekprint of in modulevorm - die compatibel is met alle bekende industriële netwerken. Het werkt met één en dezelfde API voor alle protocollen en dat is uniek. Met slechts één enkele module kun je alle bekende protocollen zoals PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, DeviceNet, maar ook PROFIBUS toepassen. Lees meer >>

Sponsored content

Bezoek electronica vakbeurs en conferentie van 15 tot en met 18 november 2022 in München
Hoe slagen we erin een volledig elektrische samenleving te worden? Op electronica 2022 presenteren toonaangevende bedrijven uit de elektronica-industrie hun oplossingen voor een efficiënte en grondstofbesparende toekomst.
Bestel hier uw tickets >>

Vacatures

Alliander
Uitvoerder Elektrotechniek
Als Uitvoerder Elektro ben je klant- en resultaatgericht door een goed overzicht te hebben over de lopende werkzaamheden. Dit doe je door zowel met klanten, aannemers en collega's goed en duidelijk te communiceren en verwachtingen te managen. Er wordt van jou verwacht dat je storingen veilig en zo snel mogelijk oplost met jouw team van monteurs. Daarnaast verzorg je ook het onderhoud van het Liander net.
Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Experienced Electrical Integration Engineer
Are you an experienced electrical engineer? And do you like to execute measurements on Electrical test set-ups & prototypes? Then our position of Electrical Integrator will be very interesting for you!
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven  
Electrical Design Engineer
Are you an experienced electrical design engineer? Do you like to design complicated electrical systems? You'd better contact us today! As an Electrical Design Engineer, you design and maintain interconnections between boards, racks, cabinets, interconnect PCBA's, sensors and actuators.
Learn more about this job >>
Application form >>

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

advertorial

Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.