Onderzoekers uit Zweden kwamen afgelopen maand met een grote doorbraak op het gebied van ‘gewichtloze’ batterijen. Hoewel de batterij niet echt ‘gewichtloos’ is voegt het toch geen extra gewicht toe aan een vliegtuig.
Elektrisch vliegen is weliswaar steeds meer in het nieuws, maar komt op grotere schaal nog niet echt van de grond. Hoewel er veel vooruitgang wordt geboekt bij de ontwikkelingen van batterijen is er nog geen enkele sterk genoeg om passagiersvluchten mee uit te voeren. De batterij van een Tesla Model 3 heeft bijvoorbeeld een energiedichtheid van 260 Wh/kg. Bij kerosine is dat 12,000 Wh/kg, ongeveer 46 keer zoveel als de lithium-ion batterij van de Model 3. Het is daarom geen verrassing dat elektrisch vliegen nog geen oplossing is voor commerciële vluchten. De lage energiedichtheid van lithium-ion batterijen zorgen ervoor dat elektrische vliegtuigen nu nog te zwaar zijn. Onderzoekers zoeken daarom op creatieve wijze naar manieren om het gewicht van een batterij te verminderen.
De ‘massaloze’ batterij
Met een massaloze batterij bedoelen de onderzoekers van de technische Chalmers universiteit een structurele batterij. Hedendaagse batterijen vormen normaal gesproken een groot gedeelte van het gewicht zonder enige lastdragende functie uit te oefenen. Een structurele batterij daarentegen werkt als energiebron en als constructie tegelijkertijd. Dit wordt ‘massaloze’ energie opslag genoemd, omdat het gewicht van de batterij in wezen verdwijnt wanneer het onderdeel wordt van de dragende structuur. Door deze twee hoofdfuncties te combineren in één materiaal kan er veel gewicht worden bespaard op een constructie. Zoals die van een vliegtuig. Deze batterij kan met slechts 24 Wh/kh weliswaar niet zoveel energie opslaan als een lithium-ion batterij, maar brengt toch een hoop voordelen met zich mee. Dat stelt Leif Asp, professor bij de Chalmers Universiteit:
“De volgende generatie structurele batterijen hebben ontzettend veel potentie. Als je kijkt naar consumentenelektronica, zou het mogelijk kunnen zijn binnen een paar jaar om smartphones, laptops en elektrische fietsen te produceren die half zoveel wegen als het huidige product en compacter zijn. En op de lange termijn is het absoluut denkbaar dat elektrische auto’s, vliegtuigen en satellieten worden ontworpen met en aangedreven door structurele batterijen.”
De professor denkt dat met een vervolgonderzoek de energiedichtheid opgehoogd kan worden tot 75 Wh/kg terwijl het even sterk is als aluminium en een stuk lichter.
Heart Aerospace ES-19
Een potentiële klant voor de massaloze batterij zou Heart Aerospace kunnen zijn, dat momenteel de ES-19 ontwikkelt. De ES-19, is een elektrisch vliegtuig dat 19 passagiers kan vervoeren over een afstand zo’n 400 kilometer en werkt op vier elektromotoren. Het toestel werd voor het eerst gepresenteerd in september 2020. Ondanks het project nog in de beginfase is, streeft Heart Aerospace naar certificering in 2026.
Finnair heeft zijn interesse al getoond door een belangenverklaring te tekenen voor deze vliegtuigen. Mochten professor Asp en zijn team erin slagen om de capaciteit van de structurele batterij te verhogen, komt elektrisch vliegen weer een stap dichterbij.
Verschillend
