De bijdrage van de chemie aan EACSY

  • 12-2-2019
  • Auteur: OPONEO.NL

De auto-industrie ondergaat op dit moment de grootste transformatie in haar bestaan. Hierbij wordt vaak de afkorting EACSY gebruikt, waarmee bedoeld wordt dat de ontwikkelingen gericht zijn op Elektrisch rijden, Autonoom, Shared (via apps), Connected (met elkaar en het internet) en Year-round updates. Met zoveel innovaties zijn de kansen in sectoren zoals de Chemie enorm, denk hierbij aan vernieuwingen zoals waterstof technologie, of accu’s voor elektrische auto’s, nieuwe, lichte composiet materialen, of nieuwe krachtige zonnepanelen voor volledige aandrijving op zonnekracht: the sky is the limit! We bespreken hier kort enkele van de meest in het oog springende ontwikkelingen.

Hoe werkt een accu van een Tesla of een Iphone?

De nieuwste Tesla Model 3 Performance trekt op van 0 naar 100 in 3,18 seconden, sneller dan de meeste sportwagens. Dit fenomenale vermogen van 640 pk kan geleverd worden door een volle accu, of een batterijpak, maar wat is dat dan voor een soort batterij? Een normale batterij slaat chemische energie op en kan die omzetten door de elektronen van de positieve naar de negatieve kant van de batterij te laten stromen. We noemen deze stroom van elektronen elektriciteit. De energie van deze bewegende elektronen kan worden benut om werk te doen - bijvoorbeeld een motor laten draaien. Automobielfabrikanten hebben drie soorten oplaadbare batterijen geïdentificeerd die geschikt zijn voor gebruik door elektrische auto's: de “klassieke” loodaccu, nikkelmetaalhydride (NiMH) in oude mobieltjes (te vervuilend) en Lithium-ion (Li-ion) in de nieuwste I-Phones. Dus de accu van een Tesla is ongeveer hetzelfde als die in een IPhone, alleen veel groter. Maar wat is Lithium, en waar komt het vandaan?

Lithium is één van de lichtste en zachtste metalen, zo zacht dat je het kunt snijden met een mes, en met zo’n lage dichtheid dat het drijft op water. Lithium wordt op een –voor mijnbouw- milieuvriendelijke wijze gewonnen uit de ondergrondse zoutwater-reservoirs in de Atacama woestijn in Chili. Het zoutrijke water wordt eerst naar het oppervlak gepompt in een reeks verdampingsvijvers waarin zonneverdamping plaatsvindt gedurende een aantal maanden- een ideale en zuinige methode! Wanneer het lithiumchloride in de verdampingsvijvers een optimale concentratie bereikt, wordt de oplossing naar een terugwinningsinstallatie gepompt waar extractie en filtering ongewenste mineralen van het lithium scheiden. Maar er wordt gevreesd dat de sterk stijgende productie de waterbalans in de woestijn verstoort: de Atacama woestijn is immers één van de droogste plekken ter wereld, en deze vorm van Lithium productie laat water letterlijk verdampen. Het lithium wordt uiteindelijk als een wit poeder geëxporteerd, bijvoorbeeld naar de grootste lithium-ion fabriek ter wereld: de Gigafactory 1 van Tesla in Nevada, USA. Naar verluidt zal dit uitgroeien tot het grootste gebouw ter wereld, en wordt het volledig draaiend gehouden door zonne- en windenergie.

Maar Lithium kan ook op andere manieren gewonnen worden, en één van de grootste uitdagingen is het onttrekken van lithium uit zeewater. Er worden momenteel processen ontwikkeld om het metaal uit zeewater te halen, inclusief het coprecipitatie-extractieproces - waarbij lithium wordt gescheiden van andere ionen die in het water aanwezig zijn. Maar nieuwere vormen van technologie worden nog steeds ontwikkeld om het proces eenvoudiger te maken. Dus in de toekomst gebruik je wellicht een mobieltje dat gemaakt wordt van mineralen die uit de zee komen, en die je oplaadt met energie van zonnepanelen?

Wat kun je met zonnepanelen?

De zon geeft in één seconde meer energie af dan mensen sinds de oertijd hebben gebruikt.
De zon is zo groot dat het miljoenen jaren duurt voordat de energie vanuit het centrum van het oppervlak van de zon bereikt. En dan overbrugt die energie in slechts acht minuten de 150 miljoen kilometer naar de aarde. Zonder de zon zou de aarde ijskoud zijn…de zon produceert bijna alle warmte op de planeet. De zon laat ook de wind waaien en de houdt de oceaan in beweging. De hitte van de zon maakt ook wolken, regen, sneeuw en al het weer op onze planeet. Dus we maken volop gebruik van de zon, uiteraard niet alleen in Blankenberge in de zomer.

Zonne-energie wordt opgewekt wanneer het zonlicht direct in elektriciteit wordt omgezet met behulp van zonnepanelen op onze huizen (of bedrijven en scholen). Het licht van de zon verzamelen en het in elektriciteit veranderen, wordt ook wel foto-voltaïek genoemd. En hier vinden de laatste tijd vele ontwikkelingen plaats, want het is prachtig om over een paar jaar op stap te kunnen met je autonome elektrische auto, maar als die niet op duurzame energie rijdt dan schiet onze planeet er niet veel met op. Kernenergie lijkt wel schoon, maar is erg gevaarlijk. Wist je dat 10 gram siliciumzonnecellen tijdens hun levensduur dezelfde hoeveelheid elektriciteit genereren als hetzelfde gewicht in splijtstofstaven?
In het opwekken van zonne-energie op grote schaal is recentelijk een grote stap voorwaarts gemaakt door het gebruik van een nieuw composietmateriaal, een combinatie van keramiek en wolfraam, dat bestand is tegen temperaturen van meer dan 750 graden Celsius. Deze sprong in warmteabsorptie kan de efficiëntie van zonne-energiecentrales met 20 procent verhogen.

Een andere nieuwe toepassing is de Lightyear One, een experimentele auto met zonnepanelen die alleen de zon als krachtbron gebruikt en als een normale auto de weg op kan. Zelfs in het niet altijd even zonnige België zou je de auto zonder problemen kunnen gebruiken. En als de auto thuis staat kan de zonne-energie die wordt verzameld door de panelen van je Lightyear One bijvoorbeeld ook gebruikt worden voor je huis en apparaten.

De toekomst

Zoals je kunt zien zijn er in de chemie tal van spectaculaire ontwikkelingen gaande die de toekomst van onze planeet kunnen en zullen verbeteren! Het op een andere manier winnen en transformeren van grondstoffen, alsmede het (her)gebruiken van het eindproduct, zal in de komende jaren tot een totaal nieuwe manier van duurzame ontwikkeling kunnen leiden.

 

Wat vindt u over dit artikel?
Beoordeel ons

Bedankt
Voeg commentaar toe
(Let op: de inhoud van de geplaatste berichten wordt gemodereerd)

  1. SSL beveiligde betaling
  2. Snel en gratis bezorgd
  3. Alleen kwaliteitsmerken
  4. Al meer dan
    2.000.000 klanten
  5. Montagepartners