Chemie natrium-zuurstofbatterij opgehelderd

Onderzoekers van de University of Waterloo hebben uitgezocht waarom een natrium-zuurstofbatterij over de hele lijn beter presteert dan het equivalent met lithium. De crux blijkt de onopgemerkte aanwezigheid van een katalysator.

Metaal-zuurstofbatterijen werken op basis van reversibele chemische reacties waarbij metaalionen in hun oxide worden omgezet en vice versa. Hoewel met het kleinere lithium een grotere energiedichtheid kan worden behaald, is de reactie met natrium veel beter omkeerbaar. Dat komt, weten de Canadezen nu, omdat lithiumoxide instabiel is en transformeert in het veel minder reactieve lithiumsuperoxide.

Hetzelfde euvel zou ook de natriumversie kunnen kwellen, ware het niet dat er zich stabiele nanokristalletjes van natriumoxide kunnen vormen. Voor de groei daarvan moeten ionen door de vaste en vloeibare fase van de batterij worden getransporteerd, en bepaalde verbindingen vergemakkelijken dat proces. Deze verbinding zijn altijd wel aanwezig als onzuiverheid; zelfs spoortjes water kunnen deze zogenaamde phase-transfer-functie vervullen.