Is de natrium-zwavelbatterij de toekomst van energieopslag?
Wereldwijd verschuift de focus van gecentraliseerde grootschalige stroomproductie naar lokale duurzame opwekking, energieopslag en verbruik van energie. In deze energietransitie zijn nieuwe technieken voor batterijopslag cruciaal. Zwavel-natriumbatterijen kunnen de transitie versnellen en brengen ons dichter bij een duurzame toekomst.
Zonder energieopslag geen energietransitie
De energietransitie omvat niet alleen de verschuiving naar CO₂-arme en hernieuwbare energiebronnen: naast windmolens en zonnepanelen, die niet continu energie leveren, spelen batterijen een essentiële rol. Batterijen kunnen lokale congestieproblemen voorkomen of oplossen en ook het nationale energienet in balans houden door hun vermogen om snel te laden en te ontladen.
Met lithium-(ion)batterijen hebben we grote stappen kunnen maken in de energietransitie. Deze batterijen zitten ook in de meeste elektrische voertuigen. De levensduur van lithiumbatterijen is echter beperkt, ze zijn lastig te recyclen en het winningsproces van de grondstoffen ervan is verontreinigend. Hoe duurzaam het gebruik van batterijen met lithium, kobalt, mangaan en nikkel is, is een serieuze vraag.
De zwavelbatterij: de nieuwste technologie in batterijopslag
Alternatieven voor de lithiumbatterij zijn in ontwikkeling. Het Duitse theion werkt aan een zwavel-lithiumbatterij, die volgens de start-up zelf tot 300 procent meer bereik heeft en een stuk minder energie kost om te produceren dan de gangbare lithiumbatterij. In Australië gaat dr. Shenlong Zhao met zijn internationale team wetenschappers een stap verder: de door hun ontwikkelde natrium-zwavelbatterij bevat helemaal geen lithium, heeft een langere levensduur, bevat meer energie, is eenvoudiger te produceren en te recyclen en de productie is goedkoper. Zowel theion als Zhao zeggen dat hun batterij ongeveer 1000 Wh per kilo kan opslaan. Bij een lithiumbatterij is dat ongeveer 250 tot 350 Wh per kilo.
Toepassingen van de nieuwe superbatterij
De combinatie van natrium en zwavel is al vijftig jaar oud, maar de energiecapaciteit van de natrium-zwavelbatterij was nooit concurrerend met die van een lithiumbatterij. Het lukte Zhao en zijn team wél om zowel effectievere chemische reacties tussen natrium en zwavel als een langere levensduur bij kamertemperatuur te realiseren. Door de hoge energiedichtheid en lange levensduur kunnen natrium-zwavelbatterijen grote hoeveelheden energie leveren gedurende langere perioden. Daardoor zijn ze perfect voor het gebruik in auto’s, huizen en industriële machines. Ook kunnen mobiele telefoons veel langer doen met één batterijlading en komen elektrische auto’s óf drie keer zo ver, óf even ver met een kleinere batterij aan boord. Met 1000 Wh per kilo brengt deze superbatterij zelfs elektrisch vliegen snel dichterbij.
De rol van de natrium-zwavelbatterij in de energie-opslagtransitie
Als het aan Zhao en zijn team ligt, hebben we over een paar jaar helemaal geen lithium meer nodig. Daarmee wordt energieopslag een stuk duurzamer. Zwavel is een van de meest voorkomende stoffen op aarde en natrium is in alle oceanen te vinden, namelijk als zeezout. Natrium en zwavel winnen is veel eenvoudiger dan lithium, kobalt, mangaan en nikkel. Zwavel kost slechts 20 cent per kilo, terwijl het kobalt, mangaan en nikkel dat nu in lithiumbatterijen zit 20 euro per kilo kost. Voor de productie van zwavelbatterijen is ook tot wel 90 procent minder energie nodig. Natrium-zwavelbatterijen zijn dus goedkoper, presteren beter en zijn minder belastend voor het milieu.
Met een cursus energietechniek ben je klaar voor een duurzame toekomst
Batterijen zijn de snelst groeiende opslagtechnologie en een belangrijke motor voor een koolstofarme en duurzame economie. Wil jij weten hoe batterijen werken en welke plek zij kunnen innemen in de energietransitie? Deze en andere onderwerpen staan centraal in de online training Battery Storage Basics . Voor professionals in de energiesector die zich willen verdiepen in de huidige ontwikkelingen en toekomstige innovaties in de transformatie van energiesystemen, is er de opleiding Energy Systems Transformation . Door je kennis en vaardigheden up-to-date te houden, ben je klaar voor een duurzame toekomst.