Het exoskelet van krabben in een duurzame batterij

Exoskeletten van krabben en garnalen bevatten een stof genaamd chitosan. Chitosan is een stof dat wordt gebruikt als elektrolyt in een batterij. Deze elektrolyt is biologisch afbreekbaar en volgens onderzoekers van de Amerikaanse universiteit van Maryland, daardoor duurzamer dan andere batterijen. Het gaat om een zink batterij en onderzoekers hopen dat deze batterijen, met behulp van de nieuwe materialen, in beeld komen voor de stationaire opslag van groene energie.  

Stationaire batterijen

De energietransitie is een hot item en batterijen kunnen hierin een belangrijke rol spelen. De vraag en het aanbod van energie sluit dagelijks niet altijd op elkaar aan. Het ene moment is de vraag naar energie zo hoog, waardoor er niet genoeg energie geleverd kan worden. Het andere moment wordt er meer elektriciteit opgewekt dan nodig. Het opslaan van energie in stationaire batterijen kan een oplossing bieden voor de dagelijkse schommelingen in vraag en aanbod van energie. 

Deels recyclebare batterijen

Vandaag de dag worden voornamelijk lithium-ion batterijen gebruikt. De lithiumbatterij heeft een hoge energiedichtheid en is technisch doorontwikkeld. Lithiumbatterijen zijn erg compact en licht van gewicht. Voor stilstaande batterijen zijn het gewicht en grootte minder belangrijk.

Er wordt veel onderzoek gedaan naar batterijen met recyclebare onderdelen. Zink en vanadium batterijen zijn deels recyclebaar en veiliger dan de makkelijk ontvlambare lithiumbatterijen. 

Oplaadbaarheid

Het opladen van een zink batterij is een lastig punt volgens hoogleraar elektrochemische energie-opslag aan de TU-Delft. Tijdens het ontladen van een zink batterij lost de positieve pool helemaal op. Voor het opladen van een zink batterij moet het zinkmetaal terugkeren, wat niet gebeurd. Het zinkmetaal vormt een draderige structuur (dendrieten) en hierdoor kan interne kortsluiting ontstaan, wat een veiligheidsrisico is.

Chitosan en zink

De Amerikaanse onderzoekers van de universiteit van Maryland demonstreren een elektrolyt van gel en bestaat uit chitosan en zink. De stof chitosan is afkomstig van het exoskelet van een krab of garnaal. Het samenpersen van chitosan en zink zorgt ervoor dat het materiaal water bevat om ergens op te reageren, maar nog steeds goed ionen kan geleiden. Volgens de Amerikaanse onderzoekers heeft de zink batterij een laadefficiëntie van 99,7% en kan hij meer dan duizend keer worden opgeladen.