Icon up Overzicht

Exaktueel: Succes groen rijden is afhankelijk van nieuwe accu

Onderwerp: (Duurzame) energie, Elektrische stroom, Werking van apparaten

Naast de `normale' benzine-auto rijden er in Nederland al heel wat hybride auto's. Dat zijn auto's die zowel op benzine als op elektriciteit (uit accu's) kunnen rijden. Elektrische auto's zijn auto's die alleen een elektromotor hebben en dus geen benzine verbruiken. Daarvan rijden er in Nederland nog niet veel rond. In de toekomst zullen elektrische auto's een steeds belangrijkere rol gaan spelen.

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Opgaven:

a) Geef minstens twee redenen hiervoor.

De doorbraak van elektrische auto's hangt uiteindelijk af van goede accu's, zo staat in de economiebijlage van de NRC van 11 oktober.

b) Noem minstens twee voorwaarden, waaraan een goede accu in een elektrische auto moet voldoen.

De capaciteit van accu's wordt traditioneel uitgedrukt in ampère-uur (Ah). Als een accu een capaciteit heeft van 100 Ah, kan die accu bijvoorbeeld 10 uur lang 10 A leveren of gedurende 20 uur 5 A. Om de energie-inhoud van de accu te berekenen moet het aantal ampère-uur vermenigvuldigd worden met de spanning die de accu levert.

c) Toon aan dat de eenheid dan de joule is.

Vaak worden de termen accu en batterij door elkaar gehaald. In principe is een batterij niet herlaadbaar en een accu herlaadbaar. Zo is de batterij in een laptop dus eigenlijk een accu.

Bij het NRC-artikel stond de volgende tabel:

In de eerste kolom zie je de soorten accu of brandstof staan: zink-bruinsteen is de ouderwetse wegwerpbatterij uit de zaklantaarn; Lood-zwavelzuur staat voor de klassieke accu, zoals je die nu in de auto aantreft; NiMH staat voor ``nikkel-metaal-hydride'', een veel gebruikte oplaadbare batterij. Li-ion betekent Lithium-ion.
In de tweede kolom zie je de energiedichtheid staan. Dat is de hoeveelheid energie die per kilogram van de energiedrager geleverd kan worden. Het is duidelijk dat benzine onvergelijkbaar beter is dan de rest. Maar... daarna is die benzine wel op! En krijg je hem niet meer terug.

Met vermogensdichtheid wordt het vermogen bedoeld dat maximaal per kilogram van de energiedrager geleverd kan worden.

d) Geef zelf een omschrijving van de term `zelfontlading'.

e) Zoek op internet op wat een belangrijk nadeel van de NiMH-accu is.

f) Zoek op internet wat het belangrijkste nadeel van de Li-ion-accu is.

Stel dat je een 100 Ah accu hebt van 12 V met een gewicht van 24 kg.

g) Bereken de energiedichtheid van deze accu.

h) Welk soort accu zal het zijn?

i) Waarom kun je een lood-zwavelzuur accu niet gebruiken om elektrisch te rijden en een NiMH accu wel?

j) Waarom kun je je een lood-zwavelzuur accu wel bij het starten gebruiken? Bedenk dat je bij het starten heel even een stroom nodig hebt van wel 100 A.

Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.