10 juni 2006
In het MIT (Massachusetts Institute of Technology) is een onderzoeksgroep onder leiding van Joel Schindall druk bezig met de ontwikkeling van een accu, die eigenschappen bezit die het tot een technologische doorbraak kunnen maken van grote betekenis. De accu kan namelijk in zeer korte tijd worden opgeladen en hij blijkt nauwelijks te slijten, waardoor een zeer lange gebruikstijd mogelijk wordt. De onderzoeksgroep realiseert dit door gebruik te maken van een al eeuwenoud principe: de condensator. Schindall stelt: 'We made the connection that perhaps we could take an old product, a capacitor, and use a new technology, nanotechnology, to make that old product in a new way'. Zowel een accu als een condensator kunnen electrische energie opslaan, al doen ze het op andere wijze. Een condensator gebruikt hiervoor lading op de electroden, terwijl een accu het doet met chemische reacties. Die chemische reacties verlopen over het algemeen met beperkte snelheid, vandaar dat de oplaadtijd zo lang is. Daarnaast loopt de capaciteit van de accu terug door het voortdurend op- en ontladen. Gevolg: vervanging van de accu. Een concensator heeft die beide problemen niet.
Het probleem van de condensator is het gebrek aan capaciteit. Een accu kan tot 25 keer de hoeveelheid energie opslaan in hetzelfde volume. De capaciteit van een condensator is evenredig aan de oppervlakte van de electroden. De onderzoekers van het MIT hebben nu een methode ontdekt om die oppervlakte aanzienlijk te vergroten, zonder de condensator zelf te vergroten. Dit doen ze door de oppervlakte van de electroden te bedekken met koolstofnanotubes, waardoor de effectieve oppervlakte (en dus de capaciteit) vergroot worden naar een vergelijkbaar niveau met de accu. Ze zijn echter slijtvast en razendsnel op te laden. 'We solved this by covering the electrodes with millions of tiny filaments called nanotubes. Each nanotube is 30,000 times thinner than a human hair. Similar to how a thick, fuzzy bath towel soaks up more water than a thin, flat bed sheet, the nanotube filaments on increase the surface area of the electrodes and allow the capacitor to store more energy. It could be recharged many, many times perhaps hundreds of thousands of times, and … it could be recharged very quickly, just in a matter of seconds rather than a matter of hours', zo zegt Schindall. 'This technology has broad practical possibilities, affecting any device that requires a battery. Small devices such as hearing aids that could be more quickly recharged where the batteries wouldn't wear out; up to larger devices such as automobiles where you could regeneratively re-use the energy of motion and therefore improve the energy efficiency and fuel economy'. Hybride auto's zullen dankbaar gebruik maken van deze ontwikkeling, vooral omdat de huidige hybride accu's zo verschrikkelijk duur zijn. Schindall ziet ook een aanzienlijk milieuvoordeel, omdat er nauwelijks nog restant-batterijen zijn die moeten worden ingezameld. 'It's better for the environment, because it allows the user to not worry about replacing his battery. It can be discharged and charged hundreds of thousands of times, essentially lasting longer than the life of the equipment with which it is associated'. Schindall en zijn onderzoeksgroep zijn niet de enigen die condensatoren gebruiken om de levensduur van batterijen te vergroten. Een Engelse onderzoeksgroep onder leiding van Gehan Amaratunga van de University of Cambridge kondigde recent ook ontwikkelingen aan die op die van Schindall lijken. Maar Schindall verwacht over enkele maanden een prototype te hebben dat in minder dan vijf jaar tijd in serieproductie kan worden genomen. Het onderzoek van Schindall is in net meinummer van Discover Magazine aan de orde gesteld en is gepresenteerd op het 15de International Seminar on Double Layer Capacitors and Hybrid Energy Storage Devices in Deerfield Beach, Florida, in december 2005. Het onderzoek werd gefinancieerd door het Ford-MIT Consortium .
