Van tweakers.net
Onderzoekers laden batterij op met suiker
Door Mick de Neeve - maandag 26 maart 2007 19:06 - Bron: Science Daily - Views: 11.482 - Permalink
Amerikaanse onderzoekers hebben een batterij ontwikkeld die in principe met ieder type zoetigheid is op te laden. Op een congres van de American Chemical Society werd een prototype ter grootte van een postzegel getoond die een rekenmachientje van stroom voorzag.
Suiker als energiebron is natuurlijk geenszins nieuw, het is immers de bron waarmee alle levende organismen in hun energiebehoefte worden voorzien. De wetenschap is echter pas kort op weg om dit principe efficiënt te leren benutten. Drie en een half jaar geleden wisten onderzoekers bacterieën in een glucoseoplossing zo ver te krijgen dat ze electronen in beweging zetten, en niet veel later werden er door de Univerity of St. Louis accu's op basis van enzymen en alcohol gepresenteerd, die destijds echter nogal groot van omvang waren. Ditzelfde instituut heeft het nu klaargespeeld om een gewone suikeroplossing als bron te laten fungeren en daarnaast het formaat behoorlijk terug te brengen. Er zouden weliswaar al enkele andere suikerbatterijen zijn ontwikkeld, maar die zouden minder efficiënt zijn en een kortere levensduur hebben.
Onderzoekleidster dr. Shelley Minteer heeft verschillende soorten zoetigheid uitgeprobeerd, van frisdrank tot boomsap, maar de beste brandstof zou gewone keukensuiker opgelost in water zijn. Minteer heeft al een eerste toepassing in gedachte: een telefoonherlader met een cartridge die is gevuld met een suikeroplossing, en na gebruik gewoon in de eigen keuken hervuld kan worden. Uiteindelijk hoopt de onderzoekster de suikerbatterij geschikt te maken om huidige generatie batterijen voor diverse mobiele apparaten geheel door de suikervariant te kunnen vervangen. Er zou nog wel wat werk te doen zijn voordat het zover is: zo moet de energiebron nog onder verschillende omstandigheden, zoals hoge temperaturen, getest worden, en is de levensduur nog voor verbetering vatbaar. Die zou nu evenwel al drie tot viermaal langer zijn dan bij gebruik van een standaard lithium-ion-batterij. Minteer wijst nog op een bijkomend voordeel: dergelijke batterijen zijn, in tegenstelling tot de huidige generatie, biologisch afbreekbaar en dus milieuvriendelijk.
Waarschijnlijk is het nog te vroeg om hier aan auto's te denken, maar ik ben toch even aan het rekenen geslagen.
Het grootste probleem met brandstofcellen in auto's is de opslag van de brandstof en de veiligheid van de brandstof. Waterstof heeft dan wel een gigantische energie-inhoud per gewichtseenheid (120 MJ/kg), maar het is lastig om er grotere hoeveelheden van op te slaan. Benzine heeft een energie-inhoud van ongeveer 36 MJ/kg, ethanol ongeveer 25 MJ/kg. Suiker heeft een energie-dichtheid van 16,8 MJ/kg (voor saccharose).
Het grote verschilpunt is de veiligheid, waterstof, benzine en ethanol zijn zeer brandbaar en explosief, een suikeroplossing (siroop) helemaal niet. Ik verwacht dat het grote verschil in energie-dichtheid zal gecompenseerd worden door een grotere efficiëntie van de brandstofcel-electromotor combinatie dan dat van een klassieke ontploffingsmotor.
Momenteel wordt bv. bio-ethanol gebruikt als brandstof, deze wordt echter gemaakt van suiker (al dan niet gewonnen uit zetmeel). Het rechtstreekse gebruik van suiker zou ervoor zorgen dat één stap uit de keten wordt overgeslagen, waardoor de efficiëntie van de hele keten verbetert.
