Herkomst stroom beïnvloedt levensduur EV-accu’s

Wie elektrisch rijdt, kiest bewust voor een schonere manier van reizen. Maar niet alle stroom waarmee een elektrische auto wordt opgeladen, is even onschuldig. Uit nieuw onderzoek blijkt dat niet alleen de bron van elektriciteit – fossiel of hernieuwbaar – maar ook het moment van opwekking en de stabiliteit van de levering een rol kunnen spelen bij de gezondheid van de EV-accu. En zo blijkt elektrisch rijden, waarvan juist wij zo graag vertellen dat het eenvoudiger is dan je denkt, toch weer een extra aandachtspuntje te hebben.

Meetbare schade aangetoond

Voor het eerst is aangetoond dat langdurig laden met stroom uit bijvoorbeeld bruinkoolcentrales of met lang opgeslagen groene stroom subtiele, maar meetbare schade kan aanrichten in lithium-ionaccu’s. En dat effect treedt niet alleen op in extreme situaties, maar kan zich juist langzaam ophopen bij alledaags gebruik.

De bevindingen komen van het Institut für Energiesysteme und Speicherchemie (IESC) in Leipzig, een instelling gespecialiseerd in netdynamica en opslagchemie. Het onderzoek werd uitgevoerd met verschillende celtypes onder realistische laadscenario’s, verspreid over 60 maanden.

Herkomst van stroom heeft invloed op de S.o.H.

De manier waarop stroom is opgewekt – én hoe lang geleden dat gebeurde – lijkt meetbare invloed te hebben op de levensduur van EV-accu’s. Dat blijkt uit nieuw onderzoek van het Institut für Energiesysteme und Speicherchemie (IESC) in Leipzig. Zowel fossiele stroom uit bruinkool als lang opgeslagen groene stroom kunnen volgens de onderzoekers tot versnelde accudegradatie leiden.

Accu’s gevoelig voor subtiele verschillen in netstabiliteit

De kern van het onderzoek is dat laadstromen – hoewel elektrisch identiek – subtiele verschillen vertonen in spanningsfluctuaties, harmonischen en frequentieafwijkingen. Die minieme verstoringen zijn in het algemeen verwaarloosbaar, maar krijgen volgens IESC wél invloed wanneer ze gedurende langere tijd op structurele basis optreden.

“Accucellen zijn chemisch traag, maar elektrisch gevoelig,” zegt hoofdonderzoeker dr. Eva Linzenbrauer. “Wie week in, week uit met instabiele stroom laadt, beïnvloedt de interne spanningsbalans in de celstructuur. Dat vertaalt zich na verloop van tijd in slechtere prestaties.”

Bruinkoolstroom: thermische traagheid, hogere weerstand

Bij fossiele centrales, vooral die op bruinkool draaien, ligt het probleem in de traagheid van de opwekking. Door het grote thermische massa-effect reageren deze centrales minder snel op netwisselingen. Dat veroorzaakt microfluctuaties in het laadsignaal, met name bij wisselende belasting zoals bij het laden van meerdere EV’s tegelijk.

In simulaties bij -10 °C zagen de onderzoekers bij oudere nikkel-mangaan-kobaltcellen tot 11% extra weerstand na 5 jaar laden met uitsluitend bruinkoolstroom.

Bedorven groene stroom: faseverschuiving en geheugeneffect

Ook bij duurzame stroom zijn er risico’s. Niet bij vers opgewekte energie, maar juist bij ‘bedorven’ groene stroom: elektriciteit die tijdelijk is opgeslagen in netbuffers of afkomstig is van stilstaande installaties. Die stroom blijkt na langere opslag afwijkende fasepatronen te vertonen, die lithium-ijzerfosfaatcellen (LFP) in de war brengen.

“Het lijkt op het geheugeneffect dat we vroeger bij NiMH zagen,” zegt Linzenbrauer. “De cel past zich aan aan onregelmatige laadcycli, waardoor een kleiner deel van de capaciteit nog effectief bruikbaar is.”

Inzicht in stroomtype en accugezondheid

In onderstaande tabel is de invloed van drie typen stroom samengevat:

Onderstaande grafiek toont hoe de restcapaciteit van EV-accu’s na verloop van tijd verschilt per stroomtype. Vooral bij bruinkoolstroom is het effect opvallend.

Pleidooi voor ‘versheidslabel’ bij laadstroom

Het IESC pleit voor een aanvullend label op laadstroom, waarin niet alleen de bron, maar ook de ‘versheid’ en stabiliteit wordt meegenomen. Volgens Linzenbrauer is dat vooral van belang bij thuisladers, openbare laadstations, snellaadzuilen en laadpleinen waar veel verkeer samenkomt.

“Zonder duidelijke informatie over wat je laadt, blijft accuzorg deels een gok,” stelt ze. “Net als bij voeding geldt ook hier: vers is beter.”