Natriumatomen ‘wandelen’ makkelijk door de dalen in het borofeen (l), dat als anodemateriaal prima scoort (r) (afb: Science China Press)

Borofeen is het zusje van het ‘wondermateriaal’ grafeen, met dat verschil dat het ‘geribbelde’ atoomdikke materiaal niet bestaat uit netwerken van koolstofatomen maar uit booratomen. Borofeen zou de veelbelovende natriumbatterij, gezien als opvolger van de, nu dominante, lithiumbatterijen, wel eens de markt op kunnen helpen. Het materiaal kan natriumbatterijen in elk geval een stuk verbeteren, hebben Chinese onderzoekers berekend.

Op het ogenblik zijn lithiumbatterijen nog overheersend op de energieopslagmarkt, maar lithium is een relatief schaars materiaal. Grote broer natrium (chemisch gezien) is ruimer voorhanden op deze aardkloot, zij het niet in de vorm van het atomaire natrium (net zo min als lithium, overiegens). Al een tijdje wordt gewerkt aan het natriumalternatief voor de lithiumbatterijen, maar door problemen met het vinden van het juiste anodemateriaal is de natriumbatterij nog steeds niet doorgebroken op de commerciële markt. Natriumatomen zijn veel groter dan lithiumatomen, waardoor veel anodematerialen die in lithiumbatterijen werken onbruikbaar zijn voor natriumbatterijen. De atomen moeten bij het laden en ontladen steeds weer in en uit de anode kunnen glippen.
Onlangs heeft een onderzoeksgroep van de universiteit van Hongkong onder aanvoering van Tianshou Zhao de merites van borofeen op dit vlak bestudeerd via rekenmodellen. Uit die berekeningen kwam dat borofeen een prima partner is voor natrium in de anode. Natriumatomen moeten in de anode kunnen diffunderen. Die diffusiesnelheid is een maat voor de bruikbaarheid, zou je kunnen zeggen, en die zit wel snor met borofeen. Die snelheid is zelfs zeven keer hoger dan van andere tweedimensionale (beter lijkt me de term atoomdikke) materialen, waaronder grafeen.
Tot zover de berekeningen, zou ik zeggen en nu dan naar de praktijk. Daar stopt het verhaal. Ik vraag me overigens af of je met boor niet een nieuwe ‘schaarstebron’ in huis haalt.

Bron: EurekAlert