Zoutwateraccu’s: wat zijn het precies?

Een accu die milieuvriendelijk, onderhoudsvrij en onbrandbaar is: het klinkt bijna te mooi om waar te zijn. Hoewel elektrisch varen een stuk duurzamer is dan motoren op fossiele brandstoffen, moet je wel een aantal flinke accu’s aan boord hebben om al die energie op te kunnen slaan. En de populaire lithiumaccu’s zijn nou niet bepaald milieuvriendelijk. Zowel bij de productie als aan het einde van hun levensduur hebben ze een schadelijke impact op het milieu. Zoutwateraccu’s lijken een aantrekkelijk en duurzaam alternatief voor lithiumaccu’s; Tjalk Vrijbuiter gaat er nu ook elektrisch op varen. Hoe werken deze accu’s precies en is een zoutwateraccu geschikt voor op een boot?

Werking zoutwateraccu

We vroegen het Elfa, expert en groothandel in accu’s, waaronder hun natrium-ion zoutwater accu. Een accu (of oplaadbare batterij) bevat twee polen, een anode of negatieve elektrode en een kathode; de positieve elektrode. Bij een zoutwateraccu bestaat de anode uit koolstof-titaniumfosfaat en de kathode uit mangaanoxide. En het zoute water? Dat is het elektrolyt, het vulmiddel van de accu. Tijdens het (ont)laden verplaatsen de geladen ionen van het zoute water zich tussen de polen.

Een zoutwateraccu bestaat specifieker uit een zout- en een zoetwaterreservoir. Een speciaal katoenen membraan scheidt het zoete en zoute water van elkaar. Dit membraan laat geen watermoleculen door, maar wel zoutionen (de geladen deeltje van een zoutmolecuul). De accu levert elektriciteit doordat het gescheiden water vanzelf voor een evenwicht zorgt: vanuit het zoute water bewegen de geladen zoutionen zich door het membraan naar het zoete water. Wanneer je de accu vervolgens oplaadt, worden het zoete en zoute water weer van elkaar gescheiden.

Milieuvriendelijke zoutwateraccu

Het grote voordeel van de zoutwateraccu is zijn milieuvriendelijkheid: hij is volledig recyclebaar en gemaakt van natuurlijke en veelvoorkomende materialen, aldus Elfa. De accu bevat geen zware of giftige metalen of chemicaliën, anorganische oplosmiddelen of andere schadelijke materialen. Ook de winning van de grondstoffen is niet schadelijk is voor de omgeving. Het membraan is van katoen en de behuizing van een duurzaam kunststof. Waar je aan het eind van de levensduur van een lithiumbatterij schadelijk afval overhoudt, heb je dat probleem bij de zoutwateraccu dus niet.

Daarnaast is de zoutwateraccu ook nog eens “’s werelds veiligste”. De accu’s bevatten namelijk geen brandbare materialen en kunnen niet exploderen of vlam vatten. Ook gaan zoutwateraccu’s ongeveer even lang mee als lithium-ion-accu’s en kun je ze zonder problemen volledig ontladen. Bovendien zijn ze ook nog eens onderhoudsvrij: de accu’s zijn namelijk “zelfbalancerend en vereisen daarom geen compenserende lading of een batterijmanagementsysteem.” Een ander voordeel van zout water als elektrolyt is dat de accu’s tussen -5 en +50 graden Celsius het goed doen.

Zoutwateraccu’s hebben wel een lager rendement dan lithium-ion accu’s, namelijk zo’n 80% tegenover minstens 90% bij lithium. Ook kunnen zoutwateraccu’s minder goed piekstromen leveren; teveel apparaten tegelijk erop laten werken kan niet. Maar een flinke elektromotor kun je er prima op aansluiten, zo blijkt uit het verduurzamingsproject van Vrijbuiter. Hoewel zoutwateraccu’s inmiddels als een jaar of tien op de markt zijn, hebben ze nog geen grote doorbraak gemaakt in varend Nederland. Waarom niet?

Het grote nadeel voor een boot

“Midden op zee leken zoutwateraccu’s een goed idee!” vertelde schipper Wiebe ons. Eenmaal aan land, met internet, kwam hij achter de reden dat zeilers niet massaal overstappen op zoutwateraccu’s: ze zijn groot en zwaar. Voor eenzelfde vermogen als je lithium-ion-accu’s, heb je namelijk zeven tot tien keer zoveel gewicht aan zoutwateraccu’s nodig, legt Elfa ons uit. Vrijbuiter verwacht wel zeven centimeter dieper in te zinken door de accu’s! Niet alleen zijn ze een stuk zwaarder, ook hebben ze een groter volume dan een in vermogen vergelijkbare lithium-ion-accu. Een 12V natrium-ion zoutwater accu van Elfa van 675Wh weegt 35 kilogram, de 24V van 2.700Wh 140 kilogram. Maar: dan heb je wel ballast en accu’s voor je boot in één, aldus Wiebe en de woordvoerder Elfa.

Elfa verwacht in de toekomst wel ontwikkelingen die leiden tot iets compactere en lichtere zoutwateraccu’s. Zeker als de accu’s aanslaan en de vraag toeneemt, zullen ontwikkelaars op zoek gaan naar bijvoorbeeld nog efficiëntere materialen. Op de korte termijn zien ze het gewicht en volume echter niet veranderen. Voorlopig zijn zoutwateraccu’s dus een stuk groter en zwaarder alternatief om je boot te elektrificeren, maar dan ben je wel écht milieuvriendelijk bezig.

Omslagfoto: Elfa.