bron FD
Delfts 'jasje' geeft je batterij een boost
Noël Ummels 05:36
Start-up Delft IMP lijkt goud in handen te hebben met zijn nanocoatings, die de prestaties van (auto)-batterijen verbeteren. Nu alleen nog opschalen
Batterijen bestaan uit korreltjes, die door gebruik verouderen. Door in een buizenstelsel molecuul voor molecuul een beschermlaagje aan te brengen, gaan ze tweemaal zo lang mee. Illustratie: TU Delft/FD Studio
Het vergde een disruptor in de vorm van Tesla om de auto-industrie wakker te schudden. Nu, ruim een decennium na het verschijnen van het eerste model van het merk en ruim een eeuw na de eerste prototypes van elektrische auto’s, gaat het ineens hard.
Dat is mede te danken aan het tempo waarin batterijen zich ontwikkelen, al ontwikkelen die zich juist ook zo snel door de exploderende vraag. Het is een markt waarin Delft IMP een kleine speler met een grote impact wil worden. Dat begon al voor die eerste Tesla, zo’n vijftien jaar geleden.
‘Nanotechnologie werd toen heel populair, maar zoals vaker in de wetenschap bleven vindingen in de reageerbuisfase steken’, vertelt Ruud van Ommen, hoogleraar chemische technologie aan de Technische Universiteit Delft. Zo ook nanolaagjes ter bescherming van poeders. Handig, als je bedenkt dat 70% van de industriële producten bestaat uit poeders.
‘Waaronder batterijen. Die poeders zijn in feite allemaal korreltjes — gezamenlijk de kathode —, die door het gebruik verouderen. Dat gaat ten koste van de levensduur, zoals je na verloop van tijd merkt aan je laptop of telefoon. Door molecuul voor molecuul een beschermlaagje op de kathode aan te brengen, gaan ze tweemaal zo lang mee.’ Dat coaten vindt plaats in een buizenstelsel, waarbij geldt: hoe meer poeder, hoe dikker de buis, hoe meer coating, hoe langer de buis.
Roderik Colen:
‘We hebben nu een machine die tien kilo poeder per uur aankan, we moeten naar duizend’
Het principe is gebaseerd op atomic layer deposition, pkortweg ALD, een techniek die in de jaren zestig voor het eerst werd toegepast, in een Russisch lab. Tien jaar later, aan de andere kant van het IJzeren Gordijn, kwamen ze in Finland geheel autonoom tot hetzelfde proces. Dat was de theorie, de praktijk was weerbarstiger.
Stap naar de industrie
‘Hartstikke mooi als je een publicatie in een tijdschrift als Nature krijgt, maar opschalen is iets wat wetenschappers nog weleens over het hoofd zien. Je moet ook de stap naar de industrie maken, van de reageerbuis naar een bruikbare machine. Dat is waar ik mee verder ben gegaan en zo’n acht jaar geleden kon ik patent aanvragen.’ Niet op het nanolaagje zelf dus, maar op de grootschalige productie van nanolaagjes op poeders. Al is ‘grootschalig’ nu nog een groot woord.
In 2014 werd de start-up Delft IMP opgericht, als spin-off van de TU Delft, met het doel de uitvinding te vermarkten. Roderik Colen ging er twee jaar geleden aan de slag als ceo. ‘We hebben nu een machine die tien kilo poeder per uur aankan, maar we moeten naar honderd kilo per uur.
Of beter nog: duizend’, zegt hij. ‘Dat is nodig om voldoende volume te kunnen draaien voor de industrie. Vandaar dat we investeerders zoeken om machines voor een grotere productie te kunnen bouwen. Zodra we daarmee aan de slag gaan, zullen we zeker op wat hindernissen stuiten, maar het principe werkt en dus is elk probleem op te lossen. Want dat is het mooie van de uitvinding: het is tegelijk complex en elegant.’
Sinds Delft IMP vorig jaar de eerste batterijen met coating produceerde, gaat het snel. ‘De eerste klanten hebben al hun interesse kenbaar gemaakt om onze machines te kopen’, zegt Colen. Wat dat betreft is het goede reclame dat het bedrijf is doorgedrongen tot de laatste vijf van de New Energy Challenge van Shell. Shell is tevens een potentiële investeerder, net als Tesla en andere autofabrikanten.
‘We praten ook met partijen als Panasonic en Varta, maar verreweg de grootste markt voor batterijen is de auto-industrie. Denk aan Tesla dat in Berlijn een gigafactory bouwt, zoals Elon Musk het noemt. Zo verrijzen er tientallen in Europa; het besef is doorgedrongen dat we batterijfabricage niet alleen aan Azië mogen overlaten. Bij al die batterijfabrikanten kunnen straks onze machines staan.’