EnglishGoedkope aluminium-katalysator laat natrium-zwavelbatterij duizenden keren laden
Chinese onderzoekers maakten natrium-zwavelbatterijen veel duurzamer door één atoom in een aluminium-katalysator te vervangen. In labtests bleef de batterij 2.500 laadbeurten lang goed werken.
Batterijen van natrium en zwavel zijn een aantrekkelijk alternatief voor lithiumbatterijen. Beide stoffen zijn goedkoop en overal te vinden, en zo'n batterij kan in theorie veel energie opslaan. Toch zie je ze nauwelijks in de praktijk, omdat ze snel slijten.
Een team van het High Magnetic Field Laboratory in Hefei, onderdeel van de Chinese Academie van Wetenschappen, heeft daar een oplossing voor gevonden met een aangepaste katalysator van aluminium. Het onderzoek, geleid door professor Wang Hui samen met professor Zheng Fangcai, verscheen in het vakblad Angewandte Chemie. Het instituut maakte het op 2 november 2026 bekend.
Waarom deze batterijen slijten
Bij het laden en ontladen ontstaan in de batterij tussenproducten van natrium en zwavel, zogeheten polysulfiden. Die lossen op in de vloeistof van de batterij en zwerven weg van de kant waar ze horen: de positieve pool, waar de zwavel zit. Elke keer gaat er zo een beetje zwavel verloren voor het opslaan van energie. Na veel laadbeurten houdt de batterij daardoor steeds minder lading vast.
Een katalysator kan helpen. Dat is een stof die een reactie versnelt zonder zelf op te raken. In dit geval houdt hij de polysulfiden bij de positieve pool vast en helpt hij ze snel verder te reageren, zodat ze minder kans krijgen om weg te zwerven.
Eén atoom verschil
De onderzoekers gebruikten losse aluminiumatomen, verspreid over een drager, als katalysator. Aluminium is goedkoop en niet giftig, maar werkte tot nu toe minder goed dan dure metalen zoals kobalt of nikkel. Normaal zit elk aluminiumatoom tussen vier zuurstofatomen. Het team verving één van die vier door een stikstofatoom.
Volgens de onderzoekers verandert die kleine ingreep de verdeling van de elektronen rond het aluminium. Daardoor grijpt het atoom de polysulfiden steviger vast. Er ontsnappen minder polysulfiden uit de positieve pool en de reacties in de batterij verlopen vlotter.
De resultaten
In labtests bleef de batterij volgens het instituut duizenden laadbeurten lang stabiel werken. Volgens de onderzoekers verloor hij over 2.500 laadbeurten gemiddeld 0,017 procent van zijn capaciteit per keer. Na 100 laadbeurten kon de zwavelkant nog bijna 1.200 milliampère-uur per gram opslaan.
Dit zijn resultaten uit het lab, gemeten door het team zelf. De volgende stap is laten zien dat de aanpak ook werkt in grotere batterijen, zoals die voor opslag van zonne- en windstroom. Volgens de onderzoekers is het belangrijkste inzicht breder: de atomen rond een metaalatoom bepalen hoe goed het als katalysator werkt. Zo kunnen ook goedkope metalen als aluminium een goede katalysator worden.
Wat betekent dit voor de weg naar de singulariteit?
Wie veel zonne- en windstroom wil gebruiken, moet die energie goedkoop kunnen opslaan voor momenten dat het niet waait of de zon niet schijnt. Batterijen van natrium en zwavel kunnen dat met stoffen die overal te vinden zijn, zonder schaarse metalen als lithium of kobalt. Dit onderzoek pakt het grootste zwakke punt van die batterijen aan, en doet dat met een goedkoop metaal. Als de aanpak ook op grote schaal werkt, komt goedkope en duurzame opslag van stroom een stap dichterbij. Dat is precies wat nodig is voor een toekomst waarin we veel meer energie gebruiken, bijvoorbeeld voor elektrisch vervoer en rekencentra.
