Nieuw onderzoek laat zien dat natriumbatterijen – die veiliger en goedkoper kunnen zijn dan lithiumvarianten – dichterbij de praktijk komen. Wetenschappers van de Universiteit van Chicago hebben ontdekt hoe je problemen bij koud weer grotendeels kunt oplossen door het materiaal op een slimme manier te behandelen.
Normaal gesproken hebben vaste natriumbatterijen moeite bij lage temperaturen: ze verliezen veel vermogen als het begint te vriezen. De onderzoekers verwarmden natriummateriaal tot het begint te kristalliseren en koelden het daarna razendsnel af. Zo “bevriezen” de kristallen in een vorm die meestal instabiel is, maar juist zorgt voor betere stroomgeleiding.
Een extra voordeel is dat daardoor ook dikkere elektrodes mogelijk zijn: zo kan er meer energie worden opgeslagen. En belangrijk: de batterijen blijken in tests nu wél goed te werken bij vrieskou. Ander voordeel van natrium: het is in grote hoeveelheden beschikbaar en daardoor goedkoop, dit in tegenstelling tot lithium.
Toch zijn er limieten: natriumbatterijen slaan per volume minder energie op dan lithium-ionvarianten, dus ze zullen waarschijnlijk eerst gebruikt worden voor grootschalige opslag (bijvoorbeeld zonnepanelen of windenergie), in plaats van in je telefoon of auto.
Over natrium
Natrium is een chemisch element dat in de natuur veel voorkomt. Het staat in het periodiek systeem met het symbool Na (van het Latijnse woord natrium).
Een paar simpele feiten over natrium:
- Het is een zacht, zilverkleurig metaal dat je met een mes kunt snijden;
- Natrium is erg reactief: het reageert meteen met water en zuurstof. Daarom kom je het nooit in pure vorm tegen in de natuur, maar altijd in verbindingen, zoals keukenzout (natriumchloride, NaCl);
- Het speelt een belangrijke rol in ons lichaam. Zonder natrium kunnen onze zenuwen en spieren niet goed werken. Daarom hebben we een beetje zout nodig in ons eten – maar te veel is ongezond;
- Omdat natrium heel licht is en makkelijk ionen afgeeft, is het interessant voor batterijen. Net zoals lithiumbatterijen werken met lithiumionen, kunnen natriumbatterijen gebruikmaken van natriumionen om energie op te slaan en weer af te geven.