Science presenteert een route naar fluoride-ionaccu’s die functioneren bij kamertemperatuur. Nog even en fluor wordt een serieuze concurrent voor lithium, denken Simon Jones en collega’s van Caltech in Pasadena.

Het voordeel van fluor zit dan vooral in de energiedichtheid. In theorie kun je in een F-ionaccu minstens acht keer zo veel energie kwijt als in een even grote Li-ionaccu. Chemisch gezien zitten die twee dan ook verschillend in elkaar: terwijl bij de meeste Li-ionaccu’s de lithiumionen in holtes in de elektrodes trekken (‘intercalatie’) worden die elektrodes door F^- rechtstreeks geoxideerd zodat ze veranderen in een klomp metaalfluoride. Hoe hoger daarbij de valentie van het metaal is, des te meer energie ebergie je er in kwijt kunt

De uitdaging zit in het elektrolyt, het ionengeleidende materiaal tussen beide elektrodes. Dat moet F^--ionen soepel doorlaten zonder er mee te reageren. Tot nu toe waren alleen vaste stoffen bekend die aan die laatste eis voldeden, en die lieten pas voldoende ionen door bij temperaturen van meer dan 150 °C. Voor de meeste praktijktoepassingen is dat niet handig.

In Pasadena hebben ze nu uitgebreid gezocht naar vloeibare oplosmiddelen waarin fluoride (in de vorm van 2,2-dimethlpropylgesubstitueerde alkylammoniumzouten) stabiel wilde oplossen. Uiteindelijk vonden ze er één: bis(2,2,2trifluorethyl)ether, afgekort BTFE.

Een bijbehorende kathode hebben ze ook al bedacht. Hij bestaat uit kopernanodeeltjes van 50 nm diameter die bij elkaar worden gehouden door een 5 nm dik huidje van lanthaanfluoride (LaF₃); op deze manier kan Cu overgaan in CuF₂ en omgekeerd zonder dat de deeltjes uit elkaar vallen.

Een anode hebben ze nog niet maar ze denken aan cerium.

bron: Caltech