Lithium-ion batterijen zijn sinds hun introductie in de jaren '70 ieder jaar met 5 tot 10% performanter geworden en zijn daardoor de favoriete batterij geworden van de mobiele elektronische toestellen van deze tijd.
Ook de elektrische auto gebruikt de lithium-ion batterij maar de auto is niet zo afhankelijk van het relatief zwaar gewicht van de batterij als een vliegtuig of een helikopter. Met de huidige technische stand van de lithium-ion batterijtechniek moeten we vaststellen dat puur elektrisch vliegen niet echt mogelijk is. Er zijn wel oplossingen die vluchtjes van 20 minuten met een VTOL mogelijk maken maar of hiermee een werkbare businesscase kan worden gemaakt is twijfelachtig. Er is dus nood aan een nieuwe generatie opslagmogelijkheden voor schone energie om dit vraagstuk op te lossen.
Airbus opende afgelopen september 2019 een batterijlabo in het Chinese Shenzen om toegepast onderzoek te doen naar een nieuwe generatie van high-yield batterijen. Airbus wil in China, het land waar tegen 2021 zowat 70% van de autobatterijen zal worden gemaakt, onderzoek gaan doen om de batterijtechnologie tot zijn limieten te gaan ontwikkelen. Airbus heeft reeds een batterijlaboratorium in het Franse Toulouse.
Ook het Britse BAE Systems gaat aan de slag om de efficientie van batterijen en vermogensmanagement te gaan optimaliseren. Het heeft een overeenkomst gemaakt om dergelijk onderzoek te starten met Jaunt Air Mobility. Jaunt is een van de partners van Uber in diens programma voor stedelijke luchttaxi's.
Waar Jaunt zich in de samenwerking zal specialiseren in de efficientie van het gebruik van de energie zal BAE Systems in 2020 een nieuw labo openen voor het ontwikkelen, testen en controleren van nieuwe batterijsystemen. BAE Systems zoekt deze samenwerking ook open te stellen voor andere experten in de VTOL-wereld en voor andere bedrijven die energieopslag- en energiemanagementoplossingen bouwen.
Het is duidelijk dat de batterij het meest cruciale onderdeel is bij de evolutie naar elektrisch vliegen. En elektrisch vliegen is op zijn beurt dan weer de cruciale factor in de oplossing naar ecologisch vliegen, zowel op gebied van emissies als geluidshinder.
Wordt zeker vervolgd...
Foto copyright: Tesla - autobatterij
Waarom zijn we nog zover af van elektrisch vliegen?
- Energie densiteit: de beste batterijen wegen vandaag 40 tot 50 keer meer dan kerosine voor dezelfde energieopslag:
- een Lithium-Ion batterij kan 0,88 megajoule stokeren per kg
- kerosine bevat 42 megajoule energie per kg
- Elektrische motoren zijn wel 2 maal zo efficient als een conventionele luchtvaartturbine
Dit betekent dat batterijen meer dan 23 maal meer wegen voor dezelfde opslag aan energie als kerosine
Een praktijkvoorbeeld:
- een modern langeafstandsvliegtuig dat 15.000km ver kan vliegen neemt 140 ton kerosine mee in vlucht
- hoe verder het vliegtuig op kerosine vliegt, hoe lichter het wordt.
- omgerekend zou hetzelfde vliegtuig meer dan 3.200 ton aan batterijen nodig hebben voor dezelfde vlucht -> dus simpelweg onmogelijk
Conclusie:
- Er is een wetenschappelijke (r)evolutie nodig om batterijen meer dan 25 x lichter te bouwen dan vandaag. Of alternatieven, zoals waterstof, moeten eindelijk eens doorbreken.