Rondrijden in je eigen accu

Energiebron verwerkt in de motorkap bespaart auto’s overgewicht

Illustratie Ruiter Jansen

Elektrische en hybride auto’s sjouwen honderden kilo’s aan accu’s mee. Dat maakt de auto’s zwaarder en dus minder zuinig. Wat als je de accu’s in de motorkap, portieren en andere bestaande onderdelen kunt verwerken?

Dat probeert autofabrikant Volvo. Na drieëneenhalf jaar onderzoek met een aantal partners in een Europees project heeft Volvo een prototype van een auto waarbij de accu in de motorkap zit.

Een accu bestaat, eenvoudig gezegd, uit twee elektroden met daartussen een geleidend medium: de elektrolyt. In een ouderwetse loodaccu zijn de elektroden van metaal en is de elektrolyt een vloeistof. In de accu van Volvo daarentegen is een van de elektroden van koolstofvezel en is de elektrolyt een plasticachtige stof. Zulke materialen kunnen de onderdelen waarin ze zitten sterkte geven, zoals wielrenners en tennissers weten. Dat geldt ook voor de accu-motorkap van Volvo. De motorkap bestaat zodoende uit weinig anders dan accu, en is toch maar een paar millimeter dik.

„Je kunt er gewoon de motor mee starten”, zegt Volvo-onderzoeker Per-Ivar Sellergren. „En als je dit accumateriaal overal verwerkt waar het mogelijk is, zoals in portieren en het dak, kun je een elektrische auto een actieradius geven van 150 km.” Zo’n auto kan concurreren met kleine elektrische auto’s die nu op de markt zijn, zoals de Smart en de Renault Zoë. Bovendien bespaart Volvo 15 procent op het gewicht en is er meer bagageruimte beschikbaar.

„Heel interessante resultaten, maar met grote uitdagingen”, vindt Marnix Wagemaker, universitair docent materialen voor energieopslag aan de TU Delft. „Het gemak waarmee zo’n accu oplaadt en ontlaadt hangt af van de bewegingsvrijheid van de ladingdragers. Die vrijheid is minder in polymeer als elektrolyt dan in een vloeistof. Daarom zal zo’n auto een lager piekvermogen leveren en minder snel optrekken.”

Sellergren ziet juist voordelen: „Als de auto lichter is, kun je andere onderdelen ook weer lichter uitvoeren, zoals de remmen, de vering en de motor. Daarmee win je dan weer aan actieradius, of je kunt met nóg lichtere accu’s volstaan.”

Wat zou er bij een ongeval gebeuren met een auto waarvan de buitenkant uit accu’s bestaat? Sellergren: „We verdelen de accu’s in segmenten die bij een schok van elkaar worden afgesloten. Zo kan maar een deel van de energie vrijkomen. Er zijn ook geen hete vloeistoffen die kunnen weglekken. De veiligheidseisen zullen even streng zijn als bij andere auto’s.”

Wat Sellergren betreft is de technologie klaar voor gebruik. Wat nog ontbreekt is een productielijn voor massafabricage. Er zit nog iets in het Volvo-prototype wat het elektrisch rijden drastisch kan veranderen. De achterklep kan ook elektrische energie opslaan met behulp van dragende koolstofvezel. Maar niet volgens de principes van de accu: de achterklep bevat koolstofvezels die zich gedragen als een elektrische condensator.

Een condensator – in z’n meest simpele vorm een plaat met een positieve en een plaat met een negatieve lading – kan lading veel sneller opslaan en loslaten dan een accu. Geen wonder dat fabrikanten van elektrische auto’s verlekkerd naar condensatoren kijken. Maar waarom zijn condensatoren dan nog niet de standaard? Wagemaker: „Omdat de energiedichtheid in condensatoren veel lager is. Om hetzelfde te kunnen doen als met een liter benzine, heb je 3.000 kilo aan condensatoren nodig.”

Over uitdagingen gesproken.