Battery Lab verbetert batterijen
De behoefte aan betere batterijen groeit door de komst van elektrische auto’s, e-bikes en groene stroom. Het nieuwe TU Delft Battery Lab werkt aan de batterijen van morgen.
Blauwe ballonnen, een glas met groene vloeistof en sprankelende drankjes. Het nieuwe Battery Lab opende vorig voorjaar de deuren in het Delftse reactorinstituut. TNW-onderzoekers dr. Erik Kelder en dr.ir. Marnix Wagemaker werken daar met hun teams aan de volgende generaties nieuwe batterijen: van goedkope statische opslag van duurzame energie tot compacte en lichte batterijen voor elektrisch vervoer en elektronica.
De laboratoria omvatten alle fases voor het bouwen en testen van batterijen. Naast Li-ion batterijen werkt de groep onder meer aan Natrium-ion batterijen (goedkoop voor grote opslag) en aan vastestof Li-ion batterijen (lekvrij en veilig).
In de zuurkasten kunnen met elektrospray technieken batterijen worden samengesteld, vrij van zuurstof en vocht. De testruimte kan 150 batterijen tegelijk testen, elk met z’n eigen laad- en ontlaadtijd. Labmanager ir. Frans Ooms is blij dat alle functies nu onder één dak zijn verzameld. Dat bevordert de standaardisatie en daarmee de kwaliteit van het onderzoek, zegt Ooms.
Marnix Wagemaker (links) en Erik Kelder werken aan de volgende generaties batterijen.
Foto: © Sam Rentmeester
Met neutronendiffractie, NMR (nucleair magnetische resonantie), elektronmicroscopie, en tal van andere technieken, volgen de onderzoekers de gang van ionen door de elektroden en het elektrolytische medium. Ook is de veroudering van elektroden in beeld te brengen.
Daarnaast voert het Battery Lab computersimulaties uit over de werking van batterijmaterialen op atomaire schaal. Andere technieken worden toegepast om de resultaten op te schalen tot op het niveau van complete elektroden.
Wagemaker: "Nu zitten alle faciliteiten in de labs op één plek. En kan de combinatie gemaakt worden met de unieke infrastructuur van het RID, inclusief neutronendiepteprofilering, neutronendiffractie en vastestof-NMR. Hiermee zijn we in staat de complexe processen in batterijen beter te begrijpen, zodat we betere batterijen kunnen ontwikkelen.”