De accu van de elektrische auto op citroensap, de Lemon8, is ontwikkeld door de vakgroep Duurzaamheid & Mobiliteit van de TU Twente. De Twentse onderzoekers kwamen op het idee voor de accu toen ze in contact kwamen met wetenschappers van de Franse universiteit van Caen. Hier werken ze al enkele jaren aan een nieuw soort citroen met een extra hoge zuurgraad. Het sap van deze citroen blijkt nu voldoende zuur te zijn om grote elektrische apparaten aan te drijven, zoals een elektrische auto.
Alternatieve brandstoffen voor auto’s staan al jaren in de belangstelling. Zo reden twee Britten in de zomer van 2008 onder de noemer ‘Grease to Greece’ van Londen naar Griekenland op het restafval van de restaurants die ze onderweg tegenkwamen. Ook wint ethanol vooral in Amerika aan populariteit als alternatief voor benzine. Er zijn talloze ideeën voor nieuwe brandstoffen, maar de meeste komen niet verder dan de klassieke verbrandingsmotor. De Lemon8 is de eerste elektrische auto die zijn aandrijving dankt aan milieuvriendelijke groene stroom.
Het prototype accu van de Lemon8 werkt op basis van een zogeheten redoxreactie. Bij een redoxreactie wisselen twee metalen elektronen met elkaar uit in een zure omgeving. Tijdens de reactie komt een stroompje vrij. Het is al langer bekend dat het zuur van citroenen op deze manier elektriciteit kan genereren. Het idee om deze vorm van energie op te schalen tot een accu voor een elektrische auto is wel nieuw.
Gele stroom
Om een lampje te laten branden met stroom uit citroenen is het volgende nodig. Een koperen muntje en een spijker van zink als elektrodes, een lampje en een aantal citroenen die met een stroomdraadje aan elkaar verbonden zitten. De energie om dit circuit aan te drijven wordt geleverd door het muntje en de spijker, die een elektronenstroom door de citroenen op gang brengen. Het citroensap dient hierbij als transportmiddel om elektronen van de kathode (koper) naar de anode (zink) te brengen.
Dit proefje kan ook met andere zure voedingsmiddelen als aardappelen of appels, maar citroenen blijken effectiever door de hoge zuurgraad. Toch levert de opstelling niet voldoende ‘gele’ stroom voor serieuze energievoorziening. Een citroen genereert in het beste geval 1,1 Volt, ongeveer de spanning van een AA-batterij. Door andere metalen te gebruiken, zoals magnesium en zink, kan dit verhoogd worden tot 1,6 Volt.
De energieopbrengst van het systeem kan verder verbeterd worden door meer citroenen of meer elektrodes te gebruiken, maar de winst door zulke ingrepen is vooralsnog laag. Door die lage energieopbrengst bleef toepassing van de citroenbatterij lange tijd beperkt tot het Natuurkundelokaal. De kweek van een veredelde ‘supercitroen’ brengt praktische toepassingen echter in een stroomversnelling.
Supercitroen
Dr. ir. L. G. Schaapkoper, onderzoeker aan de vakgroep Duurzaamheid & Mobiliteit van de TU Twente, legt uit hoe de vrucht opeens in hun belangstelling kwam. “Onze Franse collega’s voerden kruisingen uit met citroenen waarmee ze een soort ‘supercitroen’ creëerden, met meer sap en een hogere zuurgraad. Toen wij dit ontdekten vatten we het idee op hiermee een elektrische accu te bouwen. We berekenden eerst hoeveel stroom deze citroenen konden leveren. Dit leek tot onze verbazing genoeg te zijn om de accu van een elektrische auto aan te drijven.”
“Na deze ontdekking bouwden we een prototype accu om de supercitroen te testen en zetten dit prototype in een bestaande elektrische auto. Het model doopten we tot de Lemon8. In de eerste test op de parkeerplaats van het universiteitsterrein deed het rendement van de Lemon8 niet onder voor die van een standaard elektrische auto.” Schaapkoper verwacht dat dit rendement in de toekomst nog verder zal stijgen.
Oplaadpunten
Betekent dit nu dat we over enkele jaren rijden in elektrische auto’s die rijden op citroenen? Dat zou zomaar kunnen, denkt Schaapkoper: “Zoiets is niet ondenkbaar. Een groot voordeel van accu’s op citroensap is de hervulbaarheid van de accu. De huidige generatie accu’s voor elektrische auto’s kent beperkingen. De accu’s kunnen auto’s voor een lange periode van stroom voorzien, maar dit gaat ten koste van de maximumsnelheid. Die is op te voeren, maar dan raakt de accu ook proportioneel sneller leeg.”
Onderzoekers en fabrikanten worstelen al langer met het probleem dat accu’s van elektrische auto’s bij hoge snelheid snel leeg raken. Het opladen is tijdrovend en bovendien onpraktisch doordat er nog maar weinig oplaadpunten in Nederland bestaan. De Lemon8 rekent af met de keuze tussen rijden met een slakkengangetje en vaak de accu opnieuw opladen. Als de technologie wordt doorontwikkeld kan de automobilist in de toekomst zijn accu zelf bijvullen met geconcentreerd citroensap.
Onthulling
De ontwikkelaars willen hun ontdekking graag onder de aandacht brengen. Daarom delen ze in samenwerking met de populairwetenschappelijke website Kennislink.nl de supercitroenen uit aan bezoekers van de AutoRAI. Tevens krijgen bezoeker toegang tot de speciale onthulling van de Lemon8 op vertoon van vouchers, gratis te downloaden op Kennislink.nl.
De onthulling vindt plaats op de eerste dag van de AutoRAI, om 16.00 uur bij de hoofdingang van de RAI.