Een nieuwe doorbraak in batterijtechnologie kan ervoor zorgen dat elektrische auto's in de toekomst veel verder kunnen rijden op volle accu, veiliger zijn én betaalbaarder worden.

Het Belgische onderzoekscentrum Imec heeft samen met 13 Europese partners een prototype ontwikkeld van een zogenaamde solid state batterij (vastestofbatterij). Dit type batterij biedt een hogere energiedichtheid dan de huidige lithium-ion batterijen. wat betekent dat je met een volle accu meer kilometers kunt afleggen.

Wat is een solid state batterij?

In de meeste elektrische auto's die nu rondrijden, zitten lithium-ion batterijen. Het hart van deze batterijen, de elektrolyt, bestaat uit een vloeistof. Bij een solid state batterij is deze vloeistof vervangen door een vaste stof, wat verschillende voordelen heeft. Ten eerste kunnen solid state batterijen een hogere energiedichtheid bereiken, wat inhoudt dat ze meer energie opslaan in dezelfde hoeveelheid ruimte. In het nieuwe prototype dat Imec ontwikkelde, is de energiedichtheid 1070 Wh/L, vergeleken met 600-700 Wh/L die lithium-ion batterijen momenteel gemiddeld hebben. Dit betekent dat een auto met deze solid state batterij een grotere afstand kan overbruggen dan met een lithium-ion batterij van gelijkwaardig formaat, zonder tussentijds op te laden. Of anders gezegd: voor een vergelijkbare actieradius een kleinere (en dus lichter) accu nodig heeft.

©imec

Hoeveel verder kun je rijden?

Stel dat jouw elektrische auto nu zo'n 400 km kan rijden op een volle accu. Dan zou deze nieuwe solid state batterij je tot 50 procent verder kunnen brengen. Dit komt neer op een bereik van ongeveer 600 km, afhankelijk van allerlei andere factoren zoals je rijstijl en de weersomstandigheden.

Wat kost zo'n batterij?

Op dit moment is de batterij een van de duurste onderdelen van een elektrische auto. De lithium-ion batterijen die momenteel worden gebruikt, kosten ongeveer 130 tot 140 euro per kWh. In een elektrische auto zoals een Tesla Model 3, met een accu van 60 kWh, kost alleen de batterij dus al zo'n 7.800 tot 8.400 euro. Het prototype van de solid state batterij zou, volgens de eerste schattingen, minder dan 150 euro per kWh moeten gaan kosten. Dat houdt de prijs relatief in de buurt van de huidige bedragen, maar daar staat wel tegenover dat je voor hetzelfde geld betere prestaties krijgt.

Zijn er nog andere voordelen?

Naast een groter bereik en lagere kosten, zijn solid state batterijen ook veiliger. Lithium-ion batterijen hebben soms te maken met oververhitting en in zeldzame gevallen kunnen ze zelfs vlam vatten. Solid state batterijen hebben minder last van dit soort problemen, omdat de vaste elektrolyt minder ontvlambaar is. Dit maakt de batterijen veiliger voor dagelijks gebruik.

Daarnaast werken solid state batterijen efficiënter bij koudere temperaturen. Daardoor kan het opladen van een auto in de winter sneller en efficiënter verlopen.

Wanneer komt deze technologie op de markt?

Hoewel het prototype veelbelovend is, en ook andere aanbieders ermee bezig zijn, bevindt deze technologie zich nog in de ontwikkelingsfase. Imec en zijn partners verwachten dat het nog enkele jaren duurt voordat solid state batterijen beschikbaar zijn voor in serie geproduceerde elektrische auto's.

Mooie innovatie

De nieuwe solid state batterij bieden elektrische auto's niet alleen een groter bereik en lagere kosten, maar zijn ook veiliger en efficiënter. Voor iedereen die overweegt een elektrische auto aan te schaffen, kan deze technologische doorbraak de overstap in de toekomst nog aantrekkelijker maken. Op dit moment blijft het echter afwachten wanneer deze batterijen daadwerkelijk in auto's beschikbaar zijn.

Wanneer je je dekbed gewassen hebt, wil je dat het natuurlijk weer lekker dik en luchtig aanvoelt. Maar wanneer je hem gewoon in de droger gooit, kan de vulling gaan klonteren, zodat er dunne stukken en dikke stukken ontstaan. Dat slaapt niet echt lekker. Om dat te voorkomen, gooien veel mensen er een paar tennisballen bij. Helpt dat echt?

Wat tennisballen in de droger doen

Tijdens het drogen raken de tennisballen telkens het dekbed. Dat helpt vooral bij dons en veren. Als die nat zijn, blijven ze aan elkaar plakken en zakt de vulling in. Door de constante beweging vallen die samengepakte delen weer uiteen, waardoor de vulling zich opnieuw verspreidt. Zo kan de warme lucht overal beter bij en droogt het dekbed gelijkmatiger. De droogtijd wordt er niet korter van, maar het dekbed komt wel duidelijk voller uit de droger.

Hoeveel tennisballen zijn genoeg?

Met één tennisbal in de wasdroger merk je vaak weinig, zeker bij een groot dekbed. Die verdwijnt al snel in de stof en heeft dan weinig effect. Met twee tot vier ballen werkt het beter, omdat ze het dekbed op meerdere plekken tegelijk in beweging houden. Zolang de ballen vrij kunnen bewegen en niet vast blijven zitten in de vulling, doen ze hun werk.

Kun je elke tennisbal gebruiken bij het drogen van een dekbed in de droger?

iet elke tennisbal is even geschikt. Vooral nieuwe of felgekleurde ballen kunnen bij hogere temperaturen kleur afgeven en kleine pluisjes verliezen van de vilten buitenlaag. Dat komt niet vaak voor, maar het risico is wel aanwezig. Gebruik je oudere tennisballen, dan is de kans hierop kleiner. Wil je dat verder beperken, dan kun je de ballen in een oude witte sok stoppen en die dichtknopen. Het effect blijft grotendeels hetzelfde, al is het iets minder uitgesproken dan met losse ballen.

Geef het dekbed genoeg ruimte in de droger

Tennisballen helpen alleen als het dekbed voldoende ruimte heeft om te bewegen. Is de trommel te vol, dan draait alles als één geheel rond en gebeurt er weinig. Wil je grote tweepersoonsdekbedden drogen, dan heb je een droger met een ruime trommel nodig. Heb je die niet zelf? Kijk dan of er een wasserette bij je in de buurt is. Meer ruimte zorgt voor meer beweging en daarmee voor een beter eindresultaat.

Niet elk dekbed kan in de droger

Tennisballen hebben vooral effect bij dons- en verendekbedden. Bij synthetische vulling is dat verschil kleiner en kan de constante beweging van de ballen de vulling na verloop van tijd zelfs vervormen. Wol, zijde en andere natuurlijke materialen mogen meestal helemaal niet in de droger. Check daarom altijd eerst het waslabel voordat je het dekbed in de trommel legt.

Even tussendoor opschudden helpt

Haal het dekbed halverwege het programma even uit de droger en schud het los, alsof je het bed opmaakt. Leg het daarna omgedraaid terug in de trommel. Zo verdeelt de vulling zich opnieuw en kan het dekbed gelijkmatiger drogen.

Wat kun je van het eindresultaat verwachten?

Tennis- of drogerballen zijn vooral een hulpmiddel, geen vervanging voor de juiste drooginstellingen. Droog het dekbed niet te vaak of te heet: kies een lage of middelhoge temperatuur en selecteer een speciaal dons- of beddengoedprogramma als dat op je droger zit. Zorg ook voor voldoende ruimte in de trommel. Als je dan ook nog eens ballen laat meedraaien, heb je er alles aan gedaan om te zorgen dat je dekbed weer lekker vol uit de droger komt!

Waarom start een computer met een SSD binnen enkele seconden op, terwijl een oude harde schijf blijft ratelen? Het vervangen van een HDD door een SSD is de beste upgrade voor een trage laptop of pc. We leggen in dit artikel uit waar die enorme snelheidswinst vandaan komt en wat het fundamentele verschil is tussen deze twee opslagtechnieken.

Iedereen die zijn computer of laptop een tweede leven wil geven, krijgt vaak hetzelfde advies: vervang de oude harde schijf door een SSD. De snelheidswinst is direct merkbaar bij het opstarten en het openen van programma's. Maar waar komt dat enorme verschil in prestaties vandaan? Het antwoord ligt in de fundamentele technologie die schuilgaat onder de behuizing van deze opslagmedia.

De vertraging van mechanische onderdelen

Om te begrijpen waarom een Solid State Drive (SSD) zo snel is, moeten we eerst kijken naar de beperkingen van de traditionele harde schijf (HDD). Een HDD werkt met magnetische roterende platen. Dat kun je vergelijken met een geavanceerde platenspeler. Wanneer je een bestand opent, moet een fysieke lees- en schrijfkop zich naar de juiste plek op de draaiende schijf verplaatsen om de data op te halen. Dat fysieke proces kost tijd, wat we latentie noemen. Hoe meer de data op de schijf verspreid staat, hoe vaker de kop heen en weer moet bewegen en wachten tot de juiste sector onder de naald doordraait. Dit mechanische aspect is de grootste vertragende factor in traditionele opslag.

©Claudio Divizia

Flashgeheugen en directe gegevensoverdracht

Een SSD rekent definitief af met deze wachttijden omdat er geen bewegende onderdelen in de behuizing zitten. De naam 'Solid State' verwijst hier ook naar; het is een vast medium zonder rammelende componenten. In plaats van magnetische platen gebruikt een SSD zogenoemd NAND-flashgeheugen. Dat is vergelijkbaar met de technologie in een usb-stick, maar dan veel sneller en betrouwbaarder. Omdat de data op microchips wordt opgeslagen, is de toegang tot bestanden volledig elektronisch. Er hoeft geen schijf op toeren te komen en er hoeft geen arm te bewegen. De controller van de SSD stuurt simpelweg een elektrisch signaal naar het juiste adres op de chip en de data is direct beschikbaar.

Toegangstijd en willekeurige leesacties

Hoewel de maximale doorvoersnelheid van grote bestanden bij een SSD indrukwekkend is, zit de echte winst voor de consument in de toegangstijd. Een besturingssysteem zoals Windows of macOS is constant bezig met het lezen en schrijven van duizenden kleine systeembestandjes. Een harde schijf heeft daar enorm veel moeite mee, omdat de leeskop als een bezetene heen en weer moet schieten. Een SSD kan deze willekeurige lees- en schrijfopdrachten (random read/write) nagenoeg gelijktijdig verwerken met een verwaarloosbare vertraging. Dat is de reden waarom een pc met een SSD binnen enkele seconden opstart, terwijl een computer met een HDD daar soms minuten over doet.

©KanyaphatStudio

Van SATA naar NVMe-snelheden

Tot slot speelt de aansluiting een rol in de snelheidsontwikkeling. De eerste generaties SSD's gebruikten nog de SATA-aansluiting, die oorspronkelijk was ontworpen voor harde schijven. Hoewel dat al een flinke verbetering was, liepen snelle SSD's tegen de grens van deze aansluiting aan. Moderne computers maken daarom gebruik van het NVMe-protocol via een M.2-aansluiting. Deze technologie communiceert rechtstreeks via de snelle PCIe-banen van het moederbord, waardoor de vertragende tussenstappen van de oude SATA-standaard worden overgeslagen. Hierdoor zijn snelheden mogelijk die vele malen hoger liggen dan bij de traditionele harde schijf.