Nieuwe batterijen worden gemaakt van… CO2?!

Nieuwe batterijen worden gemaakt van… CO2?!

Hoe koolstofdioxide kan gaan van staatsvijand tot nuttig product

We stoten te veel CO2 uit, dat weet iedereen. Twee doorbraken in de batterijwereld zorgen er nu voor dat het gas kan gebruikt worden om batterijen mee te maken. Die zouden meer energie kunnen opslaan én onze uitstoot kunnen verlagen.

CO2 is de grote vijand van iedereen die aan het klimaat denkt. Zelfs de sceptici van harde klimaatregelingen begrijpen dat onze productie van dergelijke broeikasgassen moet dalen. Waarom vangen we onze uitstoot dan niet gewoon op en steken het daarna terug ondergronds? Die techniek, genaamd Carbon Capture & Sequestration, wordt al toegepast maar is zeer duur. Bijkomstig is deze techniek ook zeer energie intensief: bij een elektriciteitsproducerende gascentrale zou namelijk tot 30% van de geproduceerde elektriciteit gebruikt moeten worden om de CO2 te scheiden uit de uitlaatgassen.  Toch kunnen twee recente doorbraken deze techniek binnenkort rendabel maken.

 

Van gas tot batterij

Onderzoekers aan het MIT bedachten een manier om de CO2-productie van een elektriciteitscentrale om te zetten in een bruikbare grondstof. Ze lossen het gas op in een waterige oplossing met daarin een amine (i.e. een organische stof met een stikstofatoom in de keten). Op die manier kunnen ze een efficiënte elektrolyt maken, 1 van de 3 hoofdbestanddelen van batterijen. Samen met een koolstofanode en een kathode gemaakt van lithium, heeft deze batterij het potentieel om tot 7 keer meer energie op te slaan dan een even grote lithium-ion batterij die je nu overal tegenkomt. Stel je voor: een smartphone die een volledige week meegaat, in plaats van één dag. Terzelfdetijd wordt diezelfde batterij gemaakt van koolstofdioxide die onze planeet anders toch maar een beetje zou opwarmen.

 

Herladen

Het grote probleem van de Werktuigkundige Ingenieurs aan het MIT was dat hun batterij maar 10 maal op te laden is. Daarna slaat de koolstof neer op de katalysator, waardoor die verstopt raakt en de batterij niet langer kan werken. Onderzoekers aan de University of Illinois in Chicago (UIC) hebben hiervoor de oplossing gevonden. Ze gebruiken nanovlokken gemaakt van een stof genaamd molybdeendisulfide. Die zorgen ervoor dat de koolstof in de batterij netjes oplost tijdens het laadproces en niet neerslaat. Op die manier is de batterij  tot wel 500 keer op te laden, wat minstens even veel is als de huidige types batterijen.

De nieuwe doorbraak van het UIC leidt, samen met het werk van de ingenieurs aan het MIT, in de toekomst hopelijk tot een bruikbare batterij met een hogere capaciteit dan de huidige batterijen. Tegelijkertijd zouden we ook CO2 uit onze atmosfeer houden. Er is echter nog een lange weg te gaan voordat het product op de markt gebracht kan worden. Dat CO2 nuttig wordt, zal dus nog wel enkele jaren duren. In de tussentijd kan het dus toch maar beter staatsvijand nummer 1 blijven en doen we maar beter ons best om onze voetafdruk te beperken.

Lars Vanmunster, namens YERA vzw


Bronnen:

https://newatlas.com/electronics/first-rechargeable-carbon-dioxide-battery/  

https://newatlas.com/lithium-carbon-dioxide-capture-battery/56465/