Eerste werkende hydride-ionbatterij: jarenlang ongekend, nu realiteit

Wetenschappers van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP), verbonden aan de Chinese Academie van Wetenschappen, presenteren ’s werelds eerste praktische batterij die werkt met hydride-ionen (H⁻) als ladingsdragers – een ontwikkeling die decennialang beperkt bleef tot theoretische modellen.

Hydride-ionen bieden een aantrekkelijke combinatie: ze zijn licht en hebben een hoge redoxpotentiaal, waardoor ze zeer efficiënt zijn voor energieopslag. In tegenstelling tot lithium-iontechnologie, vormen ze geen gevaarlijke dendrieten—de fijne metalen naaldjes die kortsluiting en brand kunnen veroorzaken.

De onderzoekers onder leiding van professor Ping Chen ontwikkelden een nieuw core-shell elektrolyt van ceriumtrihydride (CeH₃) omhuld door een dunne laag bariumhydride (BaH₂). Deze hybride structuur combineert hoge iongeleiding met chemische en thermische stabiliteit, waardoor een stabiele werking mogelijk is.

Ze bouwden een oplaadbare batterij met een NaAlH₄-kathode en een CeH₂-anode. De initiële capaciteit bedroeg 984 mAh/g bij kamertemperatuur, en na twintig laad-ontlaadcycli nog steeds 402 mAh/g. Ter vergelijking: commerciële lithium-ionbatterijen leveren doorgaans 150–250 mAh/g. De batterij leverde bovendien 1,9 V en kon zelfs een LED-lampje laten branden – een concrete demonstratie dat het prototype daadwerkelijk werkt.

Toepassingen kunnen liggen in grootschalige energiewinning, waterstofopslag, draagbare elektronica en zelfs mobiele toepassingen binnen een waterstofeconomie. Toch zijn er nog uitdagingen: de cyclusstabiliteit is met slechts 20 cycli beperkt en de spanning van 1,9 V is lager dan de 4 V die lithium-ioncellen bereiken. Desondanks markeert dit een revolutionaire stap in batterijonderzoek: hydride-ionen blijken nu echt bruikbaar binnen een batterijconfiguratie.