Onze vertrouwde lood accu is eigenlijk een onding. Wie een accu koopt weet dat het ding vroeg of laat kapot gaat. Dan is er de verplichting om hem af te voeren met bijkomende kosten. Wat moeten we met het afval van al die nieuwe electrische auto’s als de batterijen op zijn (Iets dat Maartje Smeets zich al eens afvroeg)? Hierop zijn twee antwoorden te bedenken.
Zeer giftige maar tevens waardevolle grondstoffen die we om mysterieuze reden (nog) niet 100% recyclen.
Batterijen
Het eerste antwoord ligt in het veranderen van het ontwerp van batterijen. De lood accu gaat kapot, een Edison accu niet (bij zorgvuldig gebruik). Accu’s ‘slijten’ omdat de chemische reactie welliswaar omkeerbaar is, maar het lost lood op dat nooit exact op dezelfde plek terugkomt. Omdat de electrodes van lood zijn gemaakt betekent dat graduele vervorming en uiteindelijk falen van dat onderdeel. Dat is een design keuze. Het is ook mogelijk om koolstof of nickel electrodes te gebruiken (met een iets ander electrolyt) en dan is dat soort slijtage er niet! Een andere reden waarom accu’s slijten is omdat er electrolyse of andere onwenselijke chemische reacties optreden. Dan moet er wat water bij, dus dat is geen echte slijtage.
Door het vervangen van een electrode door koolstof ontstaat een combinatie tussen een accu en een double layer capacitor, met zeer aantrekkelijke eigenschappen :
"2000 cycles at 100% cycle every 7 hours vs. 300 – 500 cycles for typical deep-cycle LA batteries ." (bron)
Door lood te vervangen door KOOLSTOF. Dat kan niks kosten! Wat doen we nog met de normale accu’s?
PbC® battery stores H+ in the negative electrode in the fully charges state which move to the positive electrode during discharge where they are neutralized to form water. The result is reduced acid concentration swings from the charged to discharged state which reduces grid corrosion on the positive electrode and leads to longer life of the positive electrode.
Nickel Iron Accu’s
De Edison (nickel/iron) accu is een vergeten type accu dat nog steeds wordt gemaakt. Dit soort batterijen gebruikt geen zwavelzuur of lood en slijt nauwelijks (gaan 40 jaar mee). De accu werd lang gezien als de beste uitvinding van Edison. Ze kosten drie keer zoveel als lood accu’s, maar daarmee matchen ze dan wel de levensduur van de panelen.
Double layer capacitors
Double layer capacitors (ook wel ultracapacitors genoemd) vind je onder andere in electrische auto’s omdat ze zeer snel lading kunnen opnemen en afstaan (voor acceleratie en remenergie opslag). Het zijn eigenlijk een soort batterijen waarin echter geen chemische reactie plaatsvindt, maar een soort herorientatie van moleculen, een ordening die energie kost. De energie komt weer vrij als de orde zich onder invloed van de polariteit van moleculen en warmte opheft, eens soort springveer effect. In double layer capacitors zit vaak normaal electrolyt, maar deze hoort zich niet zoals in lood accu’s te splitsen e.d. Hierdoor kan een beetje te veel spanning een double layer capacitor makkelijk beschadigen.
De kosten van dit soort capacitors is nog te hoog. De materialen voor een typische capacitor zijn koolstof, plastic en kaliumydroxide. Het is de manier waarop deze materialen worden toegepast die gepatenteerd is en dus geld kost. Ook de optimalisatie is voor huis tuin en keuken gebruik helemaal niet belangrijk. Misschien heeft u wel 2 kuub over voor zo’n opslag systeem, en zou het dan een stuk minder kosten.
De levensduur verdubbelen is al een hele winst. Batterijen zijn dan maar 1,3 keer zo duur..
Recycling
Het beste is natuurlijk recycling voor de batterijen die dat nodig hebben. Als de batterijen met dit in het achterhoofd worden ontworpen dan is dat niet eens een dure grap, en als de maschienes en logistiek daartoe met duurzame energie wordt geraliseerd dan tenderen de kosten naar nul. Een volledig recyclebare lood accu vergt zoals we weten alleen af en toe wat gedistilleerd water.
Grid Storage
Edison batterijen worden geprezen om de levensduur, de oudste functionerende batterij is meer dan 100 jaar oud, dus zeker de investering waard geweest. Wie echter nu een bank lood accu’s koopt (met een koolstof electrode) en tegelijkertijd pleit voorde creatie van een 100% recycle regime zal ontdekken dat de kosten van zelfs grote opslag met conventionele accu’s een even goede investering kunnen zijn. Natuurlijk zijn er dan nog steeds alternatieven (zoals redox flow batterijen, vliegwielen etc.) Maar dit houdt de accu fabrikanten in bedrijf dus het vergt minder investering om de omschakeling te maken. Elk huis een paar van dit soort batterijen en de dure investeringen in ons electriciteits net worden overbodig.
Twenty (20) customers receive a 20% discount with a payment in full of a Zapp Star Platinum 48Volt 500Amp Hour 24kWH Battery. For these 20 customers the price of the Zapp Star Platinum 48-500 is reduced from $26,400 to $21,120. Talk with Hank or call Stephen at 406.579.7777 to be included in our 20/20 Special. (source)
Zapp works claims to have a 25 times more efficient Ebattery
Nickel Iron Battery Association
Open source prototype development
3 keer zo duur maar 10 keer zo duurzaam…