Logo UHasselt

menu

UHasselt


Nieuws

Logo UHasselt Universiteit Hasselt - Knowledge in action

< OVERZICHT

UHasselt bouwt mee aan batterij van de toekomst    17 mei 2017

UHasselt bouwt mee aan batterij van de toekomst
17 mei 2017

“Zou het niet fantastisch zijn als we – op de plek waar mijnwerkers honderd jaar geleden voor het eerst steenkool uit Limburgse grond haalden – de batterij van de toekomst konden bouwen? Dan zou de wereld naar Limburg kijken voor oplossingen rond duurzame energie.” Prof. dr. An Hardy en prof. dr. Marlies Van Bael hebben een droom. En met SolSThore hebben ze de expertise, partners en infrastructuur om die ook waar te maken.

“Energie is zó cruciaal. Koken, werken, wonen… We kunnen niet zonder. Die energie moeten we blijven waarborgen op de meest duurzame manier”, zegt An Hardy. “Batterij-onderzoek kan daar een belangrijke rol in spelen. Dat mogen we niet zomaar overlaten aan China, Japan of Korea – daarvoor is de energie-uitdaging maatschappelijk én economisch te belangrijk.”

We hebben in Vlaanderen heel wat expertise en kennis in huis om in dat batterijonderzoek – wereldwijd – een prominente rol te spelen.

Marlies Van Bael: “Maar zolang iedereen binnen de grenzen van z’n onderzoeksgroep blijft, dreigen we de boot te missen. De internationale competentie is moordend en de ambities zijn overal huizenhoog. Als je snel grote stappen vooruit wil zetten op dit terrein, heb je input uit verschillende disciplines nodig. Interactie, onderlinge kruisbestuiving én vooral voldoende kritische massa.”

Want samen kan je de puzzel leggen. “We tekenden een gedetailleerde roadmap uit met tussentijdse targets. We weten waar alle puzzelstukjes in elkaar zullen passen. En we investeerden in state-of-the-art infrastructuur om dat onderzoek ook te kunnen uitvoeren. Alle ingrediënten zijn er om hier een succesverhaal van te maken.”

OPSLAGCAPACITEIT

Iedere partner levert een bijdrage vanuit zijn eigen expertise, maar het einddoel is duidelijk: samen een innovatieve, veilige, duurzame en milieuvriendelijke oplossing voor energieopslag ontwikkelen.

An Hardy: “Een oplossing die de huidige opslagcapaciteiten ruimschoots overschrijdt. Idealiter ontwikkelen we een zeer performante batterij die eerst gebruikt kan worden in elektrische wagens en dan een tweede leven krijgt om thuis energie uit zonnecellen op te slaan. Die langere en meerdere levenscycli zijn belangrijk, want ook die tweede, omgebouwde batterij moet op haar beurt weer makkelijk te recycleren zijn.”

“Onze onderzoeksgroep focust op de materiaalontwikkeling voor die batterij en we zullen die nieuwe batterij ook effectief bouwen”, zegt Marlies Van Bael. Bijzonder complex, zo blijkt. “Al tijdens het ontwikkelingsproces moeten we rekening houden met tientallen verschillende eisen: veiligheid, duurzaamheid, de end of life-fase… Bovendien moet het eindproduct uiteindelijk commercialiseerbaar zijn. De batterij moet dus ook betaalbaar zijn, makkelijk te produceren in grote hoeveelheden en zo compatibel mogelijk met de huidige productiemethodes. We willen immers voorkomen dat batterijproducenten hun hele fabrieken moeten ombouwen.”

CREATIEF MET MENDELEJEV

De onderzoeksgroep waarvan ze deel uitmaken, is in wezen geen ‘batterij-onderzoeksgroep’. “Klopt”, aldus Marlies Van Bael. “Wij zijn chemici die teruggaan naar de essentie van de dingen. Wij zoeken letterlijk in de Tabel van Mendelejev naar ingrediënten om dat vernieuwende batterijmateriaal te ontwikkelen. Met die elementen proberen we een recept te schrijven dat werkt. Als scheikundigen weten we, gelukkig, al veel over de chemische reacties die combinaties kunnen opleveren. Maar het onontgonnen terrein dat openligt om te exploreren, is nog steeds veel groter dan wat tot nu toe bekend is.”

Klinkt als een spannende zoektocht. “Het is pionierswerk, ja. We moeten niet alleen de grote puzzel leggen, maar ook alle stukjes onderweg nog maken.”

En hoewel ze werken op het allerkleinste, chemische niveau – an sich zeer fundamenteel onderzoek – is de focus heel scherp ‘toegepast’. An Hardy: “Die nieuwe, betere en duurzamere batterij, daar draait het allemaal om. Dat einddoel verliezen we geen seconde uit het oog. Alle eisen waaraan die nieuwe batterij moet beantwoorden, vertalen we in meetbare parameters voor het batterijmateriaal. Dat maakt het venster waarbinnen we experimenteren bijzonder klein. Een heleboel elementen uit het periodiek systeem kunnen we sowieso niet gebruiken, omdat ze niet-geleidend, giftig, onveilig of schaars zijn. Maar zo’n strak kader dwingt ons om extra creatief te zijn.”

OUT-OF-THE-BOX

Marlies Van Bael: “We willen een vastestofbatterij ontwikkelen. Dat is onze ambitie. En daarin ligt ook de grootste innovatie, want op dit moment is er nog geen enkele vastestofbatterij op de markt. Traditionele batterijen bestaan uit twee elektrodes. De ionen in die batterij zwemmen van de ene elektrode naar de andere. Ze bewegen zich voort in een vloeibaar medium. Dat maakt de ionen-stroom makkelijker, maar ook minder veilig. Want precies die vloeistof kan batterijen doen lekken, verdampen of ontploffen. Om een nieuw materiaalmodel te vinden waarin je – zonder rendementsverlies – de vloeistof door een vaste stof wil vervangen, moet je volledig out-of-the-box denken… Een immense uitdaging.”

WARM WATER

Meewerken aan dit soort pionierswerk, het moet de droom van elke wetenschapper zijn, toch? “Het is onderzoek dat ertoe doet”, knikt An Hardy. “Onderzoek dat écht een verschil in de wereld kan maken. Je voelt dat je aan iets groots en belangrijks aan het werken bent. En gebundelde krachten kunnen méér. Dat bewijst dit partnerschap elke dag. Alle neuzen staan in dezelfde richting, iedereen gaat voluit voor datzelfde grote doel. Je hoeft niet allemaal apart het warme water uit te vinden, je kan elkaar helpen, inspireren en stimuleren. Samen kan je bovendien veel sneller nieuwe doorbraken realiseren. Ik ben, eerlijk gezegd, zelf verbaasd als ik zie aan welk tempo we grote stappen voorwaarts zetten.”

NIET VOOR MORGEN

De eindconsument wil natuurlijk maar één ding weten: wanneer is die nieuwe, sterkere batterij op de markt? “Dat is nog niet meteen voor morgen”, zegt Marlies Van Bael. “De ontwikkeling van een nieuw materiaal alleen al duurt gemiddeld zo’n tien jaar. En dan moet je dat nieuwe materiaal óók nog eens in die nieuwe toepassing brengen. Maar vanuit ons standpunt als wetenschapper gaat het immens snel.”

WERELDKAART

Wanneer zijn ze tevreden? An Hardy: “Als die nieuwe batterij die we samen ontwikkelen, ook effectief op de markt komt. Stiekem droom ik van een grote Limburgse batterij-fabriek op de oude Ford-site, want met EnergyVille is deze ontwikkeling toch een beetje een Limburgs verhaal geworden. Als de nieuwe technologie hier ontwikkeld wordt en de kennis en de expertise verankerd zit in een Limburgs batterijonderzoekscentrum, kan dat bedrijven misschien wel overtuigen om die batterijen ook effectief hier te produceren. Als ons onderzoek zo’n maatschappelijke en economische impact zou kunnen hebben, zou dat mij intens gelukkig maken.”

“Daar droom ik ook van”, zegt Marlies Van Bael. “Het zou fantastisch zijn om deze regio met onze expertise economisch vooruit te helpen. Maar intussen vier ik ook graag de tussentijdse successen. De dag waarop die eerste demoversie de testrondes doorstaat, wordt voor mij al een ontzettend gelukkige dag.”

MEER LEZEN?

Lees alle andere 365 verhalen in ons Jaarverslag 2016!

_____________

Binnen SolSThore - onderdeel van een EFRO 936-project - werken imo-imomec (UHasselt), imec, VITO en KU Leuven samen aan de batterij van de toekomst. De partners tekenden een roadmap uit om nieuwe batterijmaterialen en toepassingen voor energieopslag te ontwikkelen. Op EnergyVille werd bovendien een vernieuwend onderzoekslabo gebouwd. Daarmee creëerde SolSThore de ideale omkadering, infrastructuur en ecosysteem om het Limburgs batterij-onderzoek op de (wereld)kaart te zetten.