Het artikel ‘Sodium-ion battery materials and electrochemical properties reviewed’, verschenen in Advanced Energy Materials, staat in de top 10 van meest gedownloade papers van alle online publicaties in dat medium tussen januari 2018 en december 2019. Bij dat onderzoek waren twee VITO-onderzoekers binnen EnergyVille betrokken. PhD-kandidaat Kudakwashe Chayambuka staat hiermee een flinke stap dichter bij zijn grote ambitie. Het tijdschrift zelf behoort ook tot de top tien van wetenschappelijke energietijdschriften met een impactfactor van 25.
“Ik wil een carrière in onderzoek opbouwen dat nieuwe en opkomende technologieën op de markt brengt.” Deze ambitie van de PhD-kandidaat Kudakwashe Chayambuka stond nog op een groot paneel op de eerste Clean Vision Summit in februari 2020. Een paar maanden later kan Kudakwashe ook objectief vaststellen dat hij op de goede weg zit. Advancend Energy Materials verleende hem het Certificaat van Voltooiing aan voor zijn publicatie in het tijdschrift. Zijn onderzoek behoort immers tot de top 10 van de meest gedownloade papers.
Bij dat onderzoek was ook Grietus Mulder, onderzoeker Energietechnologie bij VITO en EnergyVille, betrokken en twee collega’s van de Technische Universiteit van Eindhoven. Het geeft een overzicht van de evolutie van de natrium-ion batterijen, een nieuwe klasse van batterijen die een antwoord zou kunnen bieden op een toekomst waarin lithium en kobalt, dat nodig is voor de batterijen, schaars zal zijn.
De vraag naar elektrochemische energieopslagtechnologieën neemt immers snel toe. Er is niet alleen veel meer vraag, maar er wordt ook gezocht naar meer duurzame manieren van energie-opslag. Op dit moment wordt vooral gewerkt met lithium-ionbatterijen (LIB’s), maar het is niet alleen de vraag of die in de toekomst aan de overweldigende behoefte zullen kunnen voldoen, maar ook of we kunnen blijven rekenen op delfstoffen die we niet uit de eigen bodem kunnen halen maar in instabiele regio’s moeten delven.
Natrium-ion batterijen of sodium-ion batteries in het Engels (SIB's) zijn een nieuwe klasse van batterijen met vergelijkbare prestatiekenmerken als LIB's. Omdat ze samengesteld zijn uit veel voorkomende elementen, is het mogelijk om er goedkopere en duurzame batterijmodules mee te assembleren. Het is een nieuwe technologie, maar onderzoekers hebben er de afgelopen jaren intensief op ingezet waardoor de leercurve in de SIB-technologie er fenomenaal op vooruit is gegaan.
In het overzicht dat Kudakwashe Chayambuka met collega’s aanbiedt, worden innovatieve strategieën gebruikt in de SIB-materiaalontwikkeling en worden de elektrochemische eigenschappen van anode-, kathode- en elektrolytcombinaties toegelicht. Ze tonen aantrekkelijke prestatiekenmerken aan, gebaseerd op een vergelijking van gravimetrische en volumetrische energiedichtheden met state-of-the-art LIB’s.
Bovendien worden de mogelijkheden en uitdagingen voor de commercialisering op basis van de trendanalyse van de octrooidata in het onderzoek meegenomen. Met de uitgebreide industriële aanpassingen die worden verwacht, zien de commerciële vooruitzichten van SIB's er veelbelovend uit. Het is dan ook voorspelbaar dat deze technologie een belangrijke rol zal gaan spelen in batterijtoepassingen.
Sodium‐Ion Battery Materials and Electrochemical Properties Reviewed
Kudakwashe Chayambuka; Grietus Mulder; Dmitri L. Danilov; Peter H. L. Notten
