Onder het Si-DRIVE European Research Project wordt onderzocht of het mogelijk is om op duurzame wijze li-ionbatterijen te produceren in Europa. Het moet gaan om een accucel-concept dat louter bestaat uit materialen die of milieuvriendelijk zijn of zoveel mogelijk recyclebaar. Ook moeten de gebruikte materialen probleemloos verkrijgbaar zijn.
Het project krijgt 8 miljoen euro van de Europese Unie en heeft een duur van vier jaar. Een batterij die voldoet aan de eisen zou tegen 2030 op Europese bodem geproduceerd moeten kunnen worden. Op dit moment komt zo’n 90 procent van alle lithium-ionbatterijen uit Azië.
Duurzame batterijproductie
Si-DRIVE, dat staat voor Social Innovation – Driving Force of Social Change, vraagt de onderzoekers een accu-cel te ontwikkelen die bestaat uit een anode van silicium met een specifieke nanostructuur en een nieuw soort vaste elektrolyt gebaseerd op ionische vloeistoffen. Verder moet de lithium-rijke kathode volledig kobalt-vrij zijn. De gedachte is dat een accu-cel gebaseerd op deze ideeën recyclebaar is en zo, samen met een goed inzamelingsprogramma, kan zorgen voor duurzame batterijproductie in Europa.
Hiervoor is een programma bedacht dat alle stappen van de waardeketen van een batterij beslaat. Dit gaat van het ontwikkelen van materialen, het ontwikkelen van een prototype tot het ontwikkelen van een fabricageproces voor recycling.
Kobalt
Onderzoekers van het Helmholtz Institute Ulm nemen binnen dit project het ontwikkelen van een kobalt-vrije kathode voor hun rekening. Door het lithiumgehalte in de laagoxidekathode te verhogen, kan de energiedichtheid van de kathode sterk vergroot worden. Als overige materialen willen ze geen kobalt gebruiken, maar zogenaamde ‘niet-kritische’ elementen, zoals ijzer of aluminium. In tegenstelling tot die twee laatste metalen, is kobalt zeldzaam en moeilijk te verkrijgen door de geopolitieke situatie. Het grootste kobalt-exporterende land is de Democratische Republiek Congo waar de werkomstandigheden over het algemeen zeer slecht zijn.
Andere geïdentificeerde mogelijkheden voor hergebruik van batterijen liggen volgens deelnemers aan het project bij het combineren van oude batterijen van elektrische auto’s en deze hergebruiken als vaste opslagsystemen. Daarnaast moet, zoals eerder genoemd, de anode en kathode voor het grootste deel gerecycleerd kunnen worden. Hier moet een ratio van boven de 50 procent gehaald worden.
De fondsen voor het project komen uit het Horizon 2020-programma van de Europese Unie.
