Logo
Tijd Connect biedt organisaties toegang tot het netwerk van De Tijd. De partners zijn verantwoordelijk voor de inhoud.

Batterij van de toekomst: rijden we morgen elektrisch langer en verder?

Het belangrijkste pluspunt van de sodiumbatterij is de herlaadsnelheid. ©DOC

Elektrische wagens worden steeds belangrijker. Maar hun batterij ligt onder vuur: ze gaat niet lang genoeg mee of laadt te traag op. Drie specialisten vertellen hoe ze die problemen aanpakken.

20 minuten opladen voor 600 kilometer rijden

Het Leuvense onderzoekscentrum imec werkt aan een doorbraak in batterijen voor elektrische auto’s. Het streefdoel? ‘Opladen in 20 minuten en een actieradius halen van 600 kilometer.’

Elektrische auto’s gebruiken vandaag een Li-ion batterij. Daarin zit vloeibaar elektrolyt: het medium dat contact maakt tussen twee polen. Die huidige technologie heeft één groot nadeel, verduidelijkt professor Philippe Vereecken die bij imec het batterijprogramma leidt. ‘De huidige batterijen hebben hun capaciteitplafond zowat bereikt. Om ze nog krachtiger te maken, moet je ze vergroten, en dat is niet meteen haalbaar voor personenwagens. Door over te stappen op vastestofbatterijen, waarbij het elektrolyt niet langer vloeibaar is, kunnen we de energie vergroten, zonder de afmetingen van de batterij te veranderen.’

‘De huidige batterijen hebben hun capaciteitplafond zowat bereikt’
Philippe Vereecken, imec
Professor

Verder en sneller

Door de grotere energiedichtheid via die nieuwe technologie, kunnen elektrische voertuigen veel verder rijden met één laadbeurt, en ook sneller opladen. ‘Normaal gezien wordt het mogelijk om tegen eind dit jaar vloeibare batterijen te evenaren, en ze daarna te overtreffen. Rond 2025 ongeveer zullen elektrische wagens de helft verder kunnen rijden. We mikken op de reikwijdte van een benzinemotor: 600 à 700 kilometer. Tegen 2030 willen we ze 100 procent vol kunnen laden in 20 minuten tijd. En nadien nog sneller. 10 minuten moet mogelijk zijn.’

Kapers op de kust

Imec is niet de enige speler die technologie ontwikkelt voor vastestofbatterijen. Autobouwer Toyota wil bijvoorbeeld in de jaren 2020 een eerste wagen op de markt brengen met een vergelijkbare technologie. Al zijn er toch grote verschillen, benadrukt professor Vereecken. ‘Zij gebruiken een poeder, terwijl onze technologie start als een vloeistof en daarna uitgehard wordt.’ 

De imec-variant levert een beter contact, met hogere oplaadsnelheden. Bovendien leunt het productieproces van de batterijen met die technologie ook dichter aan bij die van de huidige generatie batterijen. ‘Batterijfabrikanten moeten dus minder investeren om hun productieprocessen aan te passen.’

Start-up Lightyear ontwikkelde een vierwielaangedreven elektrische zonne-auto. ©DOC

Woon-werkverkeer op zonne-energie

Start-up Lightyear ontwikkelde een vierwielaangedreven elektrische zonne-auto. Die kan tot 800 kilometer rijden op één batterijlading. ‘De wagen gaat weldra in productie en komt in 2020 op de markt.’

Weken of maanden rijden zonder opladen. Zonne-energie is dé oplossing voor dagelijks woon-werkverkeer, verduidelijkt Lex Hoefsloot, CEO bij de Nederlandse start-up Lightyear. ‘Je vertrekt thuis met een volle batterij. Parkeert bij je werkgever, waar de zonnecellen in de motorkap en in het dak de batterij tijdens de kantooruren weer opladen. En je keert ’s avonds naar huis met een volgetankte auto. Deze oplossing is perfect voor dagelijkse verplaatsingen onder de 50 kilometer.’

Tweede generatie elektrische auto
Voor langere afstanden of frequenter gebruik moet de wagen wel via een stopcontact of een laadpaal opgeladen worden. Want zonne-energie alleen werkt te traag om een batterij vlot van 0 naar 100 procent te laden. Daarom ziet Lightyear de volgende generatie elektrische auto’s ruimer dan een wagen met zonnecellen.

Lex Hoefsloot: ‘Zowat elke fabrikant spiegelt zich voor de architectuur van elektrische auto’s aan Tesla: één grote batterij en twee elektrische motoren. Maar zowel de motoren als de batterijen zijn ondertussen sterk geëvolueerd. Wij kiezen voor een compleet andere opbouw. Onze wagen is bijvoorbeeld veel lichter en tot driemaal energie-efficiënter in vergelijking met andere elektrische auto’s.’

Verkrijgbaar vanaf 2020
Dat heeft een directe impact op het rijbereik van de wagen. Een actieradius tot 800 kilometer op één batterijlading moet mogelijk zijn. Vandaag schommelt die rond de 300 à 400 kilometer, afhankelijk van het model en rijomstandigheden. Eind dit jaar start de bouw van de wagen. Lex Hoefsloot: ‘De productie gebeurt in Nederland. We mikken op 1.000 exclusieve auto’s per jaar. De winkelprijs bedraagt 119.000 euro exclusief btw.’

 

'De accu in een elektrisch voertuig beslaat nu de helft van de totale prijs van het voertuig, of zelfs meer. Met sodium-ion daalt die prijs.'
Laurent Hubard
CEO en directeur van Tiamat

Ultrasnel opladen met een sodiumbatterij

In 2015 zag het eerste prototype van een sodium-ionbatterij het licht. Twee jaar later werd Tiamat opgericht, dat deze veelbelovende technologie moet ontwikkelen en produceren. De start-up plant productie op grote schaal tegen 2021.

De meeste elektrische voertuigen hebben een lithium-ionbatterij. Maar die botsen op hun grenzen in herlaadsnelheid en levensduur, en zijn duur om te produceren. Daarom zijn de sodium-ionbatterijen zo interessant. ‘Het belangrijkste pluspunt is de herlaadsnelheid. Herladen duurt tussen de 5 en 10 minuten, tegenover 4 tot 5 uur voor lithium-ion’, vertelt Laurent Hubard, CEO en directeur van Tiamat. ‘De accu in een elektrisch voertuig beslaat nu de helft van de totale prijs van het voertuig, of zelfs meer. Met sodium-ion daalt die prijs. Ten slotte vind je sodium op het Europese grondgebied, terwijl we lithium in Zuid-Amerika moeten halen, en kobalt moet uit de Democratische Republiek Congo komen. De ontginnings- en werkomstandigheden daar zijn erg onstabiel.’

De Franse start-up Tiamat ontwikkelde een tiental prototypes voor kleine toestellen, zoals fietsen en elektrische steps. ‘We werken aan sodium-ionbatterijen voor elektrische scooters, die gebruikt worden voor leveringen. Vroeger werkten die op drie batterijen die 3 of 4 uur moesten opladen. Dankzij sodium-ion moet je nu geen batterijen in voorraad meer hebben. Dat is een onvoorstelbare gebruiksevolutie. De beperkte autonomie wordt gecompenseerd door de ultrasnelle herlaadtijd.’

Automobielconstructeurs
Vandaag spelen chauffeurs liever op zeker en kiezen ze voor lithium-ionbatterijen. Maar het huidige obstakel – het lage aantal herlaadstations voor sodium-ionbatterijen – zal binnen twee jaar opgelost zijn, meent Laurent Hubard.

Tiamat haalde 3 miljoen op euro bij publieke en privépartners. ‘Daar zitten Franse, Duitse en Japanse autoconstructeurs bij, die ons steunen en geïnteresseerd zijn in deze nieuwe technologie’, aldus nog Laurent Hubard. ‘Dat kapitaal maakt de productie mogelijk van een eerste honderdtal prototypes voor fietsen en scooters. Maar ook voor kleine voertuigen, zoals taxi’s.’

Met een tweede financieringsronde wil Tiamat een productiesite bouwen waar de kwaliteit van de batterijen gecontroleerd zal worden. Het bedrijf plant de commercialisering tegen 2021.

Lees verder

Logo
Tijd Connect biedt organisaties toegang tot het netwerk van De Tijd. De partners zijn verantwoordelijk voor de inhoud.
Advertentie