Uit WikiMobi
800px-Ni-MH Battery 02...
285.220 bytes
Op dit moment rijden de meeste auto’s nog op benzine, diesel en gas. Het is echter ook mogelijk om op elektriciteit te rijden. Zoals bij bestuurbare autootjes, waar de energie van batterijen of een kleine accu komt.
Het grote voordeel van een accu is dat men op elektriciteit rijdt en tijdens het rijden geen CO2 uitstoot. Er zijn een aantal bekende nadelen aan de accu:
- Voor een personenauto zijn heel veel kleine accu’s nodig, en dat maakt de auto erg zwaar. Vandaar dat men moet kiezen tussen een lichte auto die weinig kilometers kan afleggen (en dan weer moet opladen) of een zware en dure auto die veel kilometers kan afleggen.
- Het opladen van de accu’s willen we graag snel doen. Batterijen laden nu vaak nog in enkele uren op, dat geldt ook voor de accu's in de meeste elektrische auto’s (1,5 uur). In de toekomst zal dit waarschijnlijk sneller gaan.
Het principe van de accu zit hem in redox-reacties. Dit zijn chemische reacties waarbij elektronen worden ‘geproduceerd’ en ‘verbruikt’. De elektronen stromen door het apparaat waar de elektriciteit nodig is. Er zijn altijd twee reacties nodig, een die elektronen ‘produceert’ en een reactie die elektronen ‘verbruikt’. De stoffen om deze reactie te laten plaats vinden zijn van elkaar gescheiden. Zodra de accu wordt aangesloten, kunnen de elektronen van de ene plek naar de andere stromen en begint de reactie. Er bestaan vele verschillende soorten combinaties van stoffen die op deze manier uit chemische energie elektrische energie kunnen produceren.
Naast de automobielindustrie worden accu’s al op grote schaal gebruikt voor elektrische fietsen en fluisterstille bootjes.
Inhoud |
Definitie
Het woord accu is herleid van ‘accumulator’ en is een opslagmedium voor materie, energie of informatie. In de autotechniek is een accu een opslagplaats voor elektrische energie.
Historie
Tot voor kort was de vermogensdichtheid van een (lood)accu ongeveer 0,2 kW/kg. Het gebruik van deze accu´s voor elektrische auto´s was niet praktisch. Een elektrisch voertuig met een 30kW motor zou dan namelijk een accu van 150kg nodig hebben. Lange tijd werd dan ook gedacht dat accu´s niet praktisch waren voor de voortbeweging van de elektrische auto. Pas toen er nieuwe accu´s werden ontworpen met een betere vermogensdichtheid, werd er weer aan gedacht om ze toch te gaan gebruiken.
Technologie
Varianten met voor en nadelen
Conventionele auto’s hebben bijna allemaal een loodaccu. Hybride en elektrisch aangedreven auto’s beschikken meestal over een nikkel-metaalhydride of een lithium-ion accu. Het voordeel van deze accu’s boven de loodaccu is dat ze lichter en compacter zijn en tevens minder onderhoud vergen. Bron: Samenelektrisch Het vermogen van de lithium-ion accu is beter ten opzichte van de conventionele accu doordat:
- de interne weerstand is gereduceerd
- de laad/oplaad efficiëntie is toegenomen
- de warmteontwikkeling wordt onderdrukt Bron: Research and Development Work on Advanced Lithium-Ion Batteries for High-Performance Environmental Vehicles
De huidige lithium-ion accu’s die worden gebruikt in elektrische auto’s slaan minder dan 200 watt-uur per kg op. Bron: Technology Review Een nadeel van de lithium ion accu is dat de levensduur drastisch daalt wanneer hij helemaal ontladen wordt.
Loodaccu: Tegenwoordig is de loodaccu de meest gebruikte oplaadbare accu. Loodaccu’s worden onder andere in auto’s gebruikt vanwege het grote vermogen dat ze kunnen leveren, ze relatief goedkoop zijn en ze een hoge spanning kunnen leveren (wel minder dan een lithium-ion accu). De loodaccu bestaat uit 2 elektrodes, een van lood en een van loodoxide. De elektrodes bevinden zich in zwavelzuur (het elektrolyt). Er kan nu een redoxreactie plaatsvinden waarbij zich een laagje lood(II)sulfaat op de elektrodes vormt. Door de platen met de polen van een oplader te verbinden wordt de accu opgeladen. Aan de ene plaat wordt dan lood en aan de andere lood(IV)oxide gevormd. Na het laden is er dan een elektrochemische cel ontstaan met een spanning van ongeveer 2 volt. Bron: De loodaccu
Werking van de nikkel-metaalhydride-accu: Metaalhydride is een verbinding van metaal en waterstof. Waterstofmoleculen worden door het oppervlak van het metaal geabsorbeerd en als waterstofelement in het metaalrooster ingebed. In metaalhydride kan bij gelijk volume meer waterstof opgeslagen worden dan waterstof in vloeibare vorm inneemt. Metaalhydriden worden ook veel toegepast bij waterstofopslag. In de nikkel-metaalhydride-accu bevat de positieve elektrode het nikkel (nikkelhydroxide) en de negatieve elektrode de metaalhydride. Wanneer de accu geladen wordt, stromen waterstofionen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode waar ze opgenomen worden in het metaalhydride. Wanneer de accu weer wordt ontladen, stromen de waterstofionen weer terug naar de positieve elektrode en de elektronen gaan via een externe stroomkring van negatief naar positief.
Voor meer informatie: De batterij
Werking van de lithium-ion-accu: De negatieve elektrode van een lithium-ion-accu bestaat uit grafiet en de positieve elektrode bevat een lithium-metaaloxide. Tussen de elektroden zit een watervrij elektrolyt (een zout in een oplosmiddel). Bij het laden van de accu gaan positief geladen lithium-ionen door het elektrolyt van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode. Bij het ontladen gaan de lithium-ionen weer door het elektrolyt terug naar de metaaloxide van de positieve elektroden, terwijl de elektronen via de externe stroomkring van de negatieve elektrode (de minpool) naar de positieve elektrode (de pluspool) bewegen.
Voor meer informatie: De lithium-ion batterij
Meer informatie over: De accu van een auto
The media player is loading...
Rendementen, theorie en praktijk
Een NiMH-accu haalt een rendement van 15% van ‘pomp tot wiel’. De energiedichtheid van een NiMH-cel is lager dan die van een lithium-ion batterij.
Een loodzuur-accu heeft een efficiëntie van ongeveer 82%. Voor een lithium-batterij is dit 85-90%. Bron: Scientific American en Batteries Direct
Hieronder staat een rij potentieel bruikbare accu’s met uitgelegd waarom deze beter en/of anders zijn dan de lithium-ion accu:
- Koolstof nanotube
De koolstof nanotubes fungeren als kathode in de lithium-ion accu. Deze lithium-opslagreactie is veel sneller dan conventionele lithium tussenvoegreacties en kunnen dus een hoog vermogen leveren, waarschijnlijk pas in 2015 op de markt.
- Koper nanowire
Microscopisch kleine koperdraadjes worden gebruikt als elektrode zodat ionen driedimensionaal kunnen worden opgeslagen, daarnaast is koper geen goede warmtegeleider. Hierdoor kan deze accu meer vermogen opslaan en vrijmaken dan conventionele lithium accu’s. Bron: Prietobattery
- Lithium lucht
Tijdens het ontladen (rijden) reageert zuurstof met lithiumionen tot lithiumperoxide op een koolstofmatrix. Tijdens het opladen van de accu wordt de zuurstof teruggegeven aan de atmosfeer en de lithium gaat terug naar de lithium-anode. Op lab-schaal hebben deze accu’s een tot tien keer grotere energiedichtheid dan de lithium ion accu.
The media player is loading...
Bron: IBM
- Lithium crushed silicium
Wetenschappers van Rice University hebben ontdekt dat de ladingscapaciteit van de lithiumion accu verdrievoudigd kan worden wanneer het silicium dat hierbij wordt gebruikt wordt fijngemaakt tot een poreus poeder. Bron: inhabitat
- Lithium silicium (grafene lagen)
Door clusters van silicium in te klemmen tussen de grafene lagen (enkellaagsvlak van koolstofatomen) passen meer lithiumatomen in de elektrode terwijl de volumeveranderingen van silicium worden opgevangen door de grafene lagen (hogere energiedichtheid). Daarnaast zijn er miniscule tunnels (shortcuts) aangelegd naar de anode waar de lithiumionen worden opgeslagen door de reactie met silicium. Hierdoor wordt de oplaadtijd zo’n 10 keer korter. Bron: Northwestern
- Koolstof Foam
Half condensator en half accu. Condensatoren slaan elektrische lading fysiek op, zijn lichtgewicht en kunnen snel en bijna eindeloos opgeladen worden. Batterijen slaan elektrische energie chemisch op en kunnen meestal meer energie opslaan dan een condensator. Aan de condensator kant is energie opgeslagen door elektrolytionen die fysiek aangetrokken worden door de geladen oppervlakte van een koolstof anode en dit wordt dan gecombineerd met de batterij-kathode kant. 72% van koolstof foam bestaat uit lege ruimte wat gevuld kan worden met nikkel oxyhydroxide, waarbij de nikkel kathode dient als een mechanisch hulpmiddel en stroomcollector. Koolstof foam is licht, goedkoop en kan worden gemaakt uit hernieuwbare biomassa. Bron: MTU
- Lithium silicium polymeer
Er wordt gebruik gemaakt van een elektriciteitgeleidend polymeer. Dit polymeer bindt aan siliciumdeeltjes die lithium-deeltjes hebben opgeslagen. Tijdens het opladen van de accu groeit het polymeer doordat het zich bindt aan deze deeltjes, en kan tot drie keer zijn eigen volume worden. Het polymeer krimpt weer tijdens ontladen. Bron: Berkeley Lab
- Lithium zwavel nanofiber
Hierbij wordt gebruik gemaakt van (amfifiele) polymeren die het koolstof oppervlak modificeren, hierdoor kunnen deze accu’s een specifieke energie hebben van ongeveer 2600Wh/kg. Daarbij komt dat de kosten relatief laag zijn. Bron: Navigate
Praktijkstatus
In veel zware voertuigen worden nog steeds loodzuur batterijen gebruikt. Deze zijn zwaar, en hebben een lage energiedichtheid. Het grote voordeel is dat ze relatief goedkoop zijn. Voor hybride personenauto's is momenteel Nikkel-metaalhydride (NiMH) de meest gekozen batterijtechnologie, dit vanwege de levensduur en de kosten. Voor elektrische voertuigen wordt momenteel ook vaak gekozen voor Lithium-ion, omdat deze batterij een hoge energie- en vermogensdichtheid heeft voor voldoende actieradius. Het nadeel is dat deze batterijen relatief duur zijn.
Het is mogelijk om de accu van een elektrische auto te vervangen waarna de auto meteen kan doorrijden: Battery switch
Hoe kunnen we een EV-accu maken met voldoende capaciteit voor een bereik van 500 mijl?
The media player is loading...
Grondstoffen en leefomgeving
Emissies
Een accu zelf produceert geen emissies. De productie en ontmanteling van accu’s wel.
In de onderstaande figuren zijn de input energie (1 Mcal/h = 1,16kW) en de CO2 emissies weergegeven voor verschillende accu´s voor elektrische voertuigen. Ook het effect van recycling (reductie van de energie input en CO2 emissies ontstaan door waardevolle herwonnen materialen) staat weergegeven. In de figuur is metaalherwinning van nikkel en kobalt meegerekend voor de Ni/Co lithium-ion accu, maar voor de Mn lithium-ion accu is geen metaalherwinning in de berekening meegenomen. De energie input en CO2 emissies bij productie van de accu´s, is voor de Ni-MH het grootst, die voor de loodaccu het kleinst. De energie input en CO2 emissies bij recycling is ook voor Ni-MH het grootst. De totale energie input en CO2 emissies zijn voor Ni-MH het grootst, die voor de lood accu het kleinst. De twee lithium-ion accu´s zitten hier tussen in. De milieubelasting van gebruikte accu´s en de stort ervan, is kleiner dan de milieubelasting bij productie en recycling. Bron: Electrochem
Omgevingsbelasting
Voor alle huidige commercieel bruikbare accu’s zijn metalen nodig, zoals lood, nikkel, cadmium, lithium, ijzer en zwavel. Metalen zijn fossiele stoffen en zijn eindig. Het winnen van deze metalen kost energie.
Een normale autoaccu gaat gemiddeld een jaar of 4 mee. Loodaccu’s kunnen hergebruikt worden. Tijdens het recycleproces wordt het accuzuur gefilterd, waarna het wordt gescheiden in water en metalen. Lood en andere metalen worden gescheiden van het plastic. Het plastic wordt gerecycled. Het lood wordt weer van de andere metalen gescheiden door het mengsel te verhitten. Er worden loden staven van gemaakt. Deze staven worden weer omgesmolten in accuonderdelen.
The media player is loading...
De energie en emissie impact van vijf verschillende accu’s worden hieronder met elkaar vergeleken, bron: vergelijking 5 accu's
Wanneer de milieu-impact van een elektrische auto wordt vergeleken met die van een conventionele auto wordt de accu vaak als heikel punt gezien. Van de volgende accu’s is de milieu-impact berekend:
- loodzuur
- nikkelcadmium
- nikkelmetaal hydride
- lithium ion
- natrium nikkelchloride
Om de accu’s te kunnen vergelijken moet een functionele eenheid gekozen worden en gekozen is de afstand die de auto kan afleggen op een volle accu. Deze afstand is gesteld op 60 km bij een ontlading van 80%. De milieutechnische vergelijking is gebaseerd op de impact van de accu over 180.000km (levensduur) en 3000 laad-ontlaad cycli (tot 80%). Het gewicht van de auto is 888kg. Mogelijke zelfontlading van de accu wordt niet meegenomen noch het onderhoud. Voor elektriciteitsemissies wordt de Europese mix aangehouden (EU-25, 2003). Het inzamelingspercentage is 100% en een recyclingpercentage van 95% wordt gebruikt voor de gerecupereerde (teruggewonnen) materialen (bij loodzuur is het recyclingpercentage voor lood 98,3%). Er wordt verondersteld dat het elektrolyt geneutraliseerd wordt voordat het wordt verwijderd (voor de loodzuur accu geldt dat 90% wordt gerecupereerd en 10% wordt geneutraliseerd).
De milieu-impact wordt beoordeeld voor de volgende levensfasen:
- winning van grondstoffen
- verwerken van materialen en componenten
- gebruiksfase
- recycling van oude/kapotte accu’s
- laatste afhandeling of verbranding
In de onderstaande tabel staan accugegevens die nodig zijn om de verschillende accu’s met elkaar te kunnen vergelijken (deze data komt uit het Subat rapport:
De verkregen resultaten worden uitgedrukt in eco-indicator punten. Een eco-indicator punt staat gelijk aan een duizendste van de jaarlijkse milieu-impact van een gemiddelde Europeaan. Voor een makkelijke vergelijking van de milieu-impact van de verschillende accu technologieën worden de resultaten vergeleken met de milieu-impact van de loodzuur accu (referentie). Wordt nu naar de LCA van de accu’s gekeken dan wordt duidelijk dat een groot deel van de impact wordt veroorzaakt door de energieverliezen in de accu en de energieverliezen als gevolg van het gewicht van de accu (figuur 3 en tabel 2). Ook is de impact sterk afhankelijk van de manier waarop de elektriciteit wordt geproduceerd. De milieu-impact zou een stuk lager zijn als de elektriciteit door hernieuwbare bronnen zou worden opgewekt. Wanneer de gebruikersfase buiten beschouwing wordt gelaten wordt duidelijk dat de loodzuur accu de grootste impact heeft, gevolgd door de nikkelcadmium, de lithium-ion, nikkel metaalhydride en natriumnikkel chloride. De recyclingfase biedt compensatie voor een deel van de milieu-impact van de productiefase.
Wanneer de effecten van de verliezen door accu-inefficiëntie en accugewicht in de resultaten worden meegenomen dan hebben de nikkelcadmium, nikkel metaalhydride en in mindere mate de lithiumion accu een wat hogere milieu-impact in vergelijking met de andere twee.
Met behulp van een gevoeligheidsanalyse is berekend dat de resultaten van het onderzoek betrouwbaar zijn. Het is moeilijk data te verkrijgen over de elektrolyten van de lithiumion accu omdat ze erg specifiek en nieuw zijn. Daarom is deze impact niet meegenomen in dit onderzoek. Ook is er geen realistische data verkregen over de energieconsumptie tijdens vervaardiging van de natrium nikkelchloride accu’s. Als gevolg daarvan kan de milieu-impact van zowel de lithium ion en de natrium nikkelchloride accu iets hoger zijn dan de resultaten van figuur 4.
Ook voor een afstand van 50 en 70 km is de milieu-impact berekend. De resultaten zijn gebaseerd op dezelfde referentiewaarde als figuur 4. Het blijkt dat de absolute milieu-impact verschilt van de resultaten verkregen uit de 60km resultaten. Maar het verloop en daardoor ook de conclusies blijven hetzelfde.
Conclusie
De impact van assemblage en productie worden voor een belangrijk deel gecompenseerd door collectie en recycling van de accu’s. Wanneer dit op een efficiënte manier gebeurt en op grote schaal wordt uitgevoerd.
Bij het achterwege laten van de energieverliezen tijdens de gebruikersfase resulteert het onderzoek in de volgende volgorde van slechtste naar beste milieuprestatie:
- loodzuur
- nikkelcadmium
- lithium ion
- nikkel metaalhydride
- natrium nikkelchloride
De totale resultaten geven de volgende volgorde van slechtste naar beste milieuprestatie:
- nikkelcadmium
- loodzuur
- nikkel metaalhydride
- lithium ion
- natrium nikkelchloride
Drie van de vijf onderzochte accu’s hebben een gelijke milieubelasting welke hoger is dan de lasten van de lithium ion en natrium nikkelchoride accu. Deze resultaten moeten voorzichtig worden geïnterpreteerd vanwege de schaarsheid van milieudata omtrent bepaalde aspecten van de litium ion en de natrium nikkelchloride accu’s. Men moet zich realiseren dat de milieu-impact van de accu’s van elektrische auto’s klein is in vergelijking met de impact van de rest van de auto (bij gebruik van de huidige energiemix). Ook zijn de milieu-impacten van elektrische auto’s kleiner dan die van een conventionele auto met verbrandingsmotor. Bron: Vergelijking van de LCA's van 5 verschillende typen accu's
Meer informatie over: Vergelijking van de LCA's van 5 verschillende typen accu's
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: Recycling accu's hybrids en Full EV.]
Toekomst
Voor conventioneel aangedreven auto’s zullen loodaccu’s voorlopig blijven bestaan. Zeker verbeterde versies zoals de ECL-loodbatterijen (extended cycle life) en de AGM (absorbed glass mat) accu. Bij de ECL-accu wordt de positieve elektrode omwikkeld in een enevelopseparator met dikker glasvezel. Het glasvezel verstevigd de elektrode, en zorgt ervoor dat de warmteontwikkeling beter over het totale oppervlak van de plaat verdeelt wordt. Bron: Accu raakt overwerkt
Bij de AGM-accu wordt gebruik gemaakt van glasvezel en een gel in plaats van een vloeibaar elektrolyt. De accu zou zo de elektrische lading tot een jaar vast kunnen houden (afhankelijk van de omgevingscondities) en langer meegaan dan de conventionele loodzuur accu. Bron: popularmechanics
Meer informatie over: Verschillende typen (moderne) accu's met voor- en nadelen
Politiek, sociaal en economische factoren
Politieke en sociale factoren
Meer informatie over: gevolgen van overproductie lithium-ion accu´s
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: politieke en sociale factoren van accu’s]
Economische factoren
In onderstaande tabel staan de energie dichtheid, vermogensdichtheid, prijs, levenscyclus en de lading/ontladingsefficiëntie voor de verschillende soorten accu’s weergegeven. Het blijkt uit deze tabel dat de lithium-ion accu qua dichtheid, levenscyclus en lading/ontladingsefficiëntie het beste naar voren komt, de prijs is helaas (nog) erg hoog.
Het batterij management systeem (BMS) van een Li-ion batterij is iets gecompliceerder dan dat van een NiMH batterij, doordat bij Li-ion batterijen elke cel nauwkeurig gemonitord moet worden. De kosten van het BMS liggen in de orde van 25-65% van de celkosten. Momenteel zijn de kosten van Li-ion cellen lager dan van NiMH cellen, maar door het duurdere BMS zijn de pakketten momenteel nog duurder.
Accu’s zijn vrij kostbaar, maar zoals bij veel producten het geval is, kan ook door schaalvergroting van accu’s de prijs omlaag. Er wordt verwacht dat bij grootschalige lithium-ion accuproductie de kosten per kWh ongeveer 620 euro zullen zijn. Wordt er subsidie gegeven dan zullen de kosten tussen de 520 en 570 euro liggen. Een accu van 20kWh kost dan ongeveer 12.600euro (incl batterijbehuizing). Bron: AgentschapNL
Volgens de California Air Resources Board (CARB), kunnen de kosten voor een batterijpakket door schaalvergroting en massaproductie omlaag naar €300/kWh (bij 20.000 batterijen per jaar) of zelfs €200/kWh (bij 100.000 batterijen per jaar). Hierbij is uitgegaan van een kleine stadsauto met een 25 kWh batterijpakket. Wat dit betekent voor de batterijkosten, is weergegeven in de tabel .
Tabel: Batterijpakket kosten van een kleine stadsauto (25kWh batterij).
| Productieaantallen per jaar | 1-1.000 | 20.000 | 100.000 | USABC doel |
| Kosten 25 kWh batterij per stuk | € 12.500 | € 7.500 | € 5.000 | € 1.525 |
Kengetallen
Klimaatverandering
Een accu zelf produceert geen emissies. De productie van accu’s wel.
De energie input en CO2 emissies bij productie van de accu´s, is voor de Ni-MH het grootst, die voor de loodaccu het kleinst. De energie input en CO2 emissies bij recycling is ook voor Ni-MH het grootst. De totale energie input en CO2 emissies zijn voor Ni-MH het grootst, die voor de lood accu het kleinst. De twee lithium-ion accu´s zitten hier tussen in. Bron: Electrochem
Leefomgeving
Voor alle huidige commercieel bruikbare accu’s zijn metalen nodig, dit zijn fossiele stoffen en zijn eindig. Het winnen van deze metalen kost energie. De milieubelasting van gebruikte accu´s en de stort ervan, is kleiner dan de milieubelasting bij productie en recycling.
Kosten
Kosten van een loodaccu zijn vanaf ongeveer 100 euro per kilowattuur. Er wordt verwacht dat bij grootschalige lithium-ion accuproductie de kosten per kWh ongeveer 620 euro zullen zijn. Wordt er subsidie gegeven dan zullen de kosten tussen de 520 en 570 euro liggen. Een accu van 20kWh kost dan ongeveer 12.600euro (incl batterijbehuizing). Bron: AgentschapNL
Tijd
Voor conventioneel aangedreven auto’s zullen loodaccu’s nog even blijven bestaan (daar wordt momenteel nieuw leven ingeblazen). Er is een toename te verwachten van het aantal lithium ion accu’s, vanwege de stijging van het aantal hybride en elektrisch aangedreven auto’s. De prijs van de in hybrides en volledig elektrische voertuigen gebruikte accu's zal naar verwachting snel dalen als de productie opgeschaald wordt.
Hernieuwbaarheid
Afval
Wanneer batterijen en accu´s leeg of kapot zijn worden ze apart ingezameld waarna ze worden verwerkt. Elektrochemische sensoren kunnen de verschillende batterijen op basis van de gebruikte materialen onderscheiden. Met behulp van een X-ray worden bijvoorbeeld batterijen gefilterd die kwik bevatten (dit werd vroeger vaak gebruikt maar vanwege de giftigheid is het gebruik van kwik in batterijen sinds 2001 verboden). Bron: GRS Batterien
Recycling
Steeds meer batterijen kunnen worden gerecycled. Het metaal van een (geïsoleerde) batterij kan voor ongeveer 90% gerecycled worden. Naast metaal kunnen ook ijzer, zink, mangaan en nikkel van alkalinemangaan en zinkkoolstof batterijen gerecycled worden. IJzer en zink worden met behulp van een hoogoven herwonnen en mangaan met behulp van een vlamboogoven. Het cadmium van een nikkelcadmium batterij wordt gedistilleerd in een vacuüm, waarbij het cadmium wordt gebruikt voor nieuwe batterijen en het nikkel voor de productie van staal. Bij de recycling van lithium batterijen wordt gebruik gemaakt van vacuüm distillatie. De focus ligt hierbij op het herwinnen van nikkelhoudend ijzer en mangaan. Bron: GRS Batterien
Loodaccu’s kunnen worden hergebruikt. Het accuzuur wordt gescheiden in water en metalen. Het plastic van de accu wordt afgescheiden en hergebruikt. Het lood van de accu wordt verzameld en gesmolten. Er worden staven van gemaakt die worden gebruikt voor de productie van nieuwe accu’s.
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: efficiency bij de recycling van loodaccu's]
Toyota, de producent van de Prius, claimt dat de accu’s die in deze Hybrid gebruikt worden volledig gerecycled kunnen worden. De mogelijkheden voor recycling hangen af van het type batterij.
Toelichting
In elektrisch aangedreven en hybride auto’s zullen de lithium ion en de NiMH accu overheersen. Omdat in accu’s veel grondstoffen, zoals metalen, gebruikt worden is er de vraag hoe milieuvriendelijk de technologie is. Accu's zijn nog vrij kostbaar; het is de vraag hoe de prijs van accu's zich in de toekomst ontwikkelt.
Extra informatie en interessante ontwikkelingen
In Massachusetts zijn 2 wetenschappers erin geslaagd een lithiumbatterij in een paar seconde op te laden. Dit is van belang bij de opkomst van elektrisch aangedreven auto’s, de duur van het opladen vormt nu nog een probleem. Met deze accu hoeft er dus niet uren gewacht te worden voordat de accu is opgeladen. De kwaliteit van de batterij gaat ook niet achteruit bij het opladen ervan. Bron: Snelle oplaadbare batterij geeft elektrische wagen toekomst
Green phone
En ontwerper uit China heeft een mobieltje uitgevonden, de ‘green phone’, die frisdrank als accu gebruikt. Het systeem gebruikt enzymen als katalysator om zo elektriciteit te genereren uit de suikers van de frisdrank. De ‘accu’ zou het 3 tot 4 keer langer uithouden dan een gemiddelde telefoonbatterij. Bron: Green phone
Zink-lucht
Andere kansrijke opslagtechnologieën zijn zink-lucht batterijen en supercondensatoren. Van deze laatste is Maxwell de marktleider. De supercondensatoren worden vanwege hun lage energiedichtheid en hoge vermogensdichtheid in demonstratie projecten vaak in combinatie met een batterij gebruikt, zodat het systeem zowel een hoge energiedichtheid en een hoge vermogensdichtheid heeft. Het Amerikaanse bedrijf EEStor beweert een (gesinterde) supercondensator ontworpen te hebben die in het prototype stadium slechts $61 per kWh kost. EEStor claimt dat de dichtheid, oplaadtijd en ontlading allen veel beter zijn dan NiMH, Lood-zuur en Li-ion. Hiermee zou deze technologie elektrisch rijden een enorme impuls kunnen geven. De claims moeten echter nog geverifieerd worden.
Gesmolten zout
Supercaps
Om te kunnen concurreren met conventionele auto’s moet de prijs van de condensatoren dalen tot $250 per kWh (de prijs ligt nu tussen de $2400 en $6000) maar Nanotune zegt dat het de kosten van de condensator kan laten afnemen tot minder dan $150 per kWh. Dit is alleen mogelijk als de prijs van bepaalde materialen, zoals het elektrolyt blijven dalen zodra de productie ervan toeneemt. Bron: technoloy review
Meer informatie: Condensatoren
Links
Rapporten en artikelen
- NREL: http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/vsa/pdfs/40485.pdf
- Global markets research: http://www.d-incert.nl/fileadmin/klanten/D-Incert/webroot/Background_documents/DeutscheBank_Electric_Cars_Plugged_In_June2008.pdf
- How stuff works: http://electronics.howstuffworks.com/battery4.htm
- De Volkskrant: http://www.vkblog.nl/bericht/210587/Betere_accu%5C%27s_voor_elektrische_auto%5C%27s
- Autokompas: http://www.autokompas.nl/archief/2009/01/Loodaccu-nog-lang-niet-uitgeput.html
- Trouw: http://www.trouw.nl/nieuws/Wetenschap/article2054196.ece/Snel_oplaadbare_batterij_geeft_elektrische_wagen_toekomst__.html
- Emmauscollege: http://74.125.77.132/search?q=cache:taanysFhJzsJ:www.emmauscollege.nl/nask/Site-Scheikunde-BEN/Downloads/6%2520VWO/Loodaccu-opgave.ppt+werking+loodaccu&cd=3&hl=nl&ct=clnk&gl=nl
- Zonder emissie rijden: http://www.zerauto.nl/
Well to Wheel
De informatie in dit artikel heeft betrekking op de volgende Well to Wheel analyses:
- W2W:_Aardgas,_Verbranden,_Stoomturbine,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Biomassa_land,_Verbranden,_Stoomturbine,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Biomassa_land,_Vergisten,_Biogas,_WKK,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Kolen,_Verbranden_(CCS),_Stoomturbine,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Nucleair,_Stoom,_Stoomturbine,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Water,_Getijden,_Omzetter,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Water,_Golven,_Golfkrachtcentrale,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Water,_Rivieren,_Generator,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Water,_Zoet/zout_watergrens,_Membraangenerator,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Zon,_Zonnecellen_PV,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
- W2W:_Zon,_Zonnecollector_hitte,_Stoomturbine,_Elektriciteit,_Elektrische_motor
