ENGINEERINGNET.BE - "Het probleem is dat de autobatterijen vandaag te zwaar zijn en een te lage energiedichtheid hebben", stelt Dr. Thorsten Ochs, hoofd van de afdeling R&D bij Bosch op het vlak van accutechnologie. Plaats van gebeuren: de nieuwe onderzoekscampus die het bedrijf onlangs officieel opende in Renningen nabij Stuttgart.
“Om van elektrische mobiliteit een succes te maken, moeten middelgrote voertuigen over 50 kilowattuur bruikbare energie kunnen beschikken”, claimt hij. Ter vergelijking: een gewone loodaccu – zoals die nu als startaccu in bijna elke auto zit – weegt 19 kilo en beschikt over 0,5 kilowattuur. En de accu van een moderne elektrische auto weegt 230 kilo en levert ongeveer 18 tot 30 kilowattuur.
Een gewone loodaccu opdrijven naar 50 kilowattuur is in principe onmogelijk: het gewicht zou stijgen tot ongeveer 1,9 ton. Een lithium-ionaccu, zoals in een elektrische auto, doet wat beter: die kan drie keer zoveel energie bevatten als een loodaccu en zou 380 tot 600 kilo gaan wegen.
Vandaar dat de ambitie van Bosch om 50 kilowattuur te stoppen in een accu van maximaal 190 kilo als zeer ambitieus mag bestempeld worden. Daar houdt het niet op: Ochs en zijn collega’s willen dat diezelfde batterij ook nog eens voor 75% oplaadt in 15 minuten.
Dat het mogelijk is, daar is Ochs rotsvast van overtuigd: "Het kan door verbeterde lithiumtechnologie te gebruiken. Lithium is namelijk het lichtste metaal dat we kennen. Daarom alleen al zijn accu’s met lood, zink, of nikkel en cadmium beduidend zwaarder".
Om het onderzoek naar lithium-ion-accu’s nog meer te ondersteunen, heeft Bosch samen met GS Yuasa en de Mitsubishi Corporation de joint venture "Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG" opgericht.
Theoretisch eenvoudig
Theoretisch lijkt de oplossing simpel: “Hoe meer lithiumionen een accu bevat, hoe meer elektronen – en dus hoe meer energie – je kunt opslaan in hetzelfde volume”, vertelt Ochs.
Maar omdat onderzoekers de batterijcellen op het niveau van atomen en moleculen moeten verbeteren, is het verre van eenvoudig om de theorie in de praktijk om te zetten.
Een van de belangrijkste methodes om dit doel te bereiken, is het grafietgehalte in de anode te verlagen of het grafiet zelfs helemaal weg te laten. Door lithium te gebruiken in plaats van grafiet zou het mogelijk zijn om drie keer zoveel energie op te slaan in hetzelfde volume.
Start-uptechnologie uit Silicon Valley
De CEO van Bosch, Volkmar Denner, stelde onlangs een prototype van een oplossing voor. Met de aankoop van Seeo Inc., een start-up uit Silicon Valley, heeft Bosch voortaan ook essentiële expertise op het vlak van innovatieve halfgeleideraccu’s in huis. Het bedrijf is er zeker van dat dit nieuwe type cellen, die geen vloeistof meer bevatten, tot een technologische doorbraak zullen leiden.
Al in 2020 zou de opslagcapaciteit van de accu’s verdubbeld en ook aanzienlijk goedkoper moeten zijn. De marktprognoses zijn eveneens stijgend: Bosch verwacht dat over tien jaar ongeveer 15% van alle nieuwe voertuigen wereldwijd over een elektrische aandrijving zullen beschikken. "Daarom investeren we elk jaar 400 miljoen euro in elektrische mobiliteit".
