Techniek: De batterij heeft de toekomst

Van kikker tot solid state

In 1786 nam Luigi Galvani een elektrochemische reactie waar met een kikker en wat metalen. Dat is het begin van de batterijtechniek, die in de toekomst garant moet staan voor onze mobiliteit en onze motorhobby. Kan dat inderdaad? En wat zijn de ontwikkelingen die dat mogelijk moeten maken?

 

Tekst: Peter Aansorgh 

Foto's: Producenten

De werking van de accu berust op een bijzondere eigenschap van metalen: ze kunnen ietwat oplossen in een vloeistof of reageren met deeltjes in die vloeistof. Die deeltjes zijn dan afkomstig van zuren of zouten. Dat ontdekte geneeskundige Luigi Galvani per ongeluk in 1786, toen hij anatomische proeven deed met dode kikkers. Hij hing ze op aan een metalen draad en ontdekte dat ze bewogen, wanneer je ze met een staaf van een ander metaal aanraakte. Hij dacht dat hij een biologisch fenomeen had ontdekt, maar graaf Allessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta had door dat het om een elektrochemische reactie ging. Hij bewees dit in 1800 met de ‘zuil van Volta’, een stapel koperen en zinken plaatjes die gescheiden werden door in zout water gedrenkte kartonnetjes. Tussen de eerste en de laatste plaat van deze zuil ontstond een spanningsverschil. Dat komt doordat twee metalen van verschillende samenstelling met zout- of zuurionen van een geleidende vloeistof reageren, als ze daarmee in aanraking komen.

Daniell-element

Die ontdekking leidde tot de eerste echte batterij, die in 1836 door John Daniell werd gebouwd. Hij zette een staaf zink in een stenen pot met zwavelzuur en zette dat geheel in een koperen vat met kopersulfaat. De stenen pot hield de vloeistoffen gescheiden, maar kon wel elektrisch geladen waterstofdeeltjes – zogenaamde ionen – doorlaten. De zinkstaaf kreeg daardoor een negatieve spanning, de koperstaaf een positieve. Dat werkt bij meerdere metalen: je kan dit fenomeen ook zelf thuis uitproberen door een koperen en een zinken staaf (of een gegalvaniseerde spijker) in een citroen te prikken. Daarmee haal je 0,9 volt tussen de twee ‘elektroden’. Met zes van die citroenen in serie geschakeld kun je je smartphone opladen. Alleen duurt dat wel ongeveer drie maanden, want je haalt zo hooguit 1 mA. Nuttig als je op een onbewoond eiland strandt, maar in de dagelijkse praktijk toch een tikje onhandig.

 

De volledige versie van deze reportage lees je in het julinummer van Motoren & Toerisme, dat vanaf 15 juli in de winkel ligt.

Geschreven op 13 juli 2021
© Motoren & Toerisme