De eerste poging van Henrik Fisker om een elektrische auto te maken, ging in vlammen op. Letterlijk.
Zijn bedrijf Fisker Automotive was vijf jaar geleden de drijvende kracht achter de Fisker Karma, een hybride auto die bijna een ton kostte. Maar de auto kampte net als de Galaxy Note 7 van Samsung met accuproblemen: meerdere exemplaren vlogen in de brand.
Bovendien moest het bedrijf meer dan 600 Karma’s terug naar de fabriek roepen vanwege een mogelijk defecte batterijen. In 2013 ging Fisker Automotive failliet.
Nu is Fisker terug met een nieuw elektrisch avontuur. De legendarische Deense auto-ontwerper zou volgens Bloomberg eind volgend jaar een nieuwe elektrische wagen lanceren. De Force 1 moet een actieradius hebben van ruim 650 kilometer, meer dan de 500 kilometer die je met de Tesla Model S op een volle accu kunt rijden.
Cruciaal onderdeel van het nieuwe project is de accu, die volgens Fisker “een grote sprong voorwaarts” zal betekenen voor de autoindustrie. Dit weten we over de superbatterij die Fisker wil gebruiken.
Gemaakt van een revolutionair materiaal
In plaats van conventionele lithium-ion batterijen kiest Fisker voor een nieuwe technologie: een supercondensator met grafeen.
Grafeen bestaat slechts uit een enkele laag van atomen, maar door de structuur van kippengaas is het wel 200 keer sterker dan staal. Het materiaal werd ruim tien jaar geleden ontdekt door de in Rusland geboren Nederlandse natuurkundige André Geim en zijn collega Konstantin Novoselov van de Universiteit van Manchester. Zij deden onderzoek naar de eigenschappen van grafeen en kregen daarvoor in 2010 de Nobelprijs.
Een van die eigenschappen is dat elektronen zich gemakkelijk door het materiaal bewegen: grafeen is een betere geleider dan koper. Ook is het extreem dun, waardoor het in vele laagjes opgevouwen kan worden.
Het wondermateriaal heeft zijn enorme belofte in de praktijk nog niet ingelost. Voornaamste struikelblok is het produceren van grafeen op grote schaal, een kostbaar en tijdrovend proces.
Fisker claimt dat zijn batterijafdeling, Fisker Nanotech, een machine heeft die tot wel 1000 kilo grafeen kan produceren tegen een prijs van 0,10 dollar per gram. Daarop wil hij een patent aanvragen.
De 'superbatterij'
Jack Kavanaugh is directeur van Fisker Nanotech. Hij is afkomstig van Nanotech Energy, een onderzoeksgroep aan de Universiteit van Californië die zich toe heeft gelegd op de accu die Fisker wil gebruiken in zijn auto's: de supercondensator van grafeen.
Een condensator is elektronisch onderdeel dat elektrische lading op kan slaan en bestaat uit twee geleiders met daartussen een niet-geleidend materiaal. Een supercondensator is een grotere variant daarvan, die bovendien heel snel op kan worden geladen: binnen enkele seconden. Daarmee is het een alternatief voor de huidige accutechnologie.
Probleem is dat supercondensatoren heel groot moeten zijn om voldoende lading vast te houden voor gebruik in bijvoorbeeld smartphones en laptops. Sinds een jaar of vijftien is er echter een nieuw wondermateriaal: grafeen.
Wetenschappers doen al jaren onderzoek naar supercondensatoren van grafeen en slagen erin om steeds meer energie op te slaan.
"De uitdaging met het gebruik van grafeen in een supercondensator is altijd geweest dat je niet dezelfde energiedichtheid hebt als met een normale lithium-ion batterij", zegt Kavanaugh. "Dat probleem is opgelost met de technologie die wij hebben ontwikkeld."
Door de structuur van grafeen te veranderen zijn de onderzoekers erin geslaagd om meer energie op te slaan in de supercondensator. Hoe dat precies in zijn werk gaat, doet Kavanaugh niet uit de doeken. De technologie is volgens hem "uniek" en het bedrijf heeft patent aangevraagd op de vinding.
Kavanaugh belooft niet alleen een product dat meer energie op kan slaan en sneller oplaadt dan een lithium-ion batterij, maar de supercondensator moet ook een langere levensduur hebben. Dat houdt in dat de Fisker-accu vaker opgeladen kan worden, voordat-ie vervangen moet worden door een nieuw exemplaar.
"De technologie die we gebruiken voor Fisker Nanotech is hybride", aldus Kavanaugh. "We hebben de beste eigenschappen van supercondensatoren gecombineerd met de beste punten van batterijen en een superbatterij gecreëerd."
Fisker noemt de nieuwe accu dan ook een doorbraak. "Onze technologie is zoveel beter dan welk product dan ook dat nu op de markt is", zei de Deense ondernemer tegen Business Insider. "Onze batterijtechnologie betekent een grote sprong voorwaarts."
Onderzoeks Maher El-Kady en Richard Kaner van de Universiteit van Californië hebben diverse patenten op het gebied van supercondensatoren van grafeen. Beiden werken ze voor Nanotech Energy.
Volgens Kavanaugh zijn er al protoypes van de superbatterij ontwikkeld, en zijn nieuwe versies in de maak. De fabriek die de accu's moet produceren komt te staan in het noorden van Californië en gaat waarschijnlijk in januari open.
Overigens heeft Tesla-topman Elon Musk in het verleden al gezegd dat supercondensatoren, en niet lithium-ion batterijen de grote doorbraak zullen zijn voor elektrische auto's.
Goedkoper dan de Chevy Bolt?
Fisker wil zijn elektrische auto in de tweede helft van 2017 onthullen. Het eerste model moet een luxe voertuig zijn met gelimiteerde oplage. Ze worden waarschijnlijk gebouwd door VLF Automotive, de autofabrikant waar Fisker sinds januari op de loonlijst staat.
"Ik wil niet zeggen wat voor auto het wordt, maar het wordt geen supercar", aldus Fisker. "De prijs ligt waarschijnlijk in de buurt van de Model S." Die elektrische auto van Tesla is in Nederland te koop vanaf 77.900 euro.
Daarna wil Fisker een auto maken voor de massa, eentje die nog minder kost dan de Chevrolet Bolt en de Tesla Model 3. "We willen de goedkoopste elektrische auto ter wereld hebben", aldus de Deense auto-ontwerper.
Fisker moet vaart maken, want de concurrentie is moordend. Tesla heeft nu al meerdere modellen op de weg, die alleen maar beter zullen worden. De Bolt van Chevrolet moet aan het einde van dit jaar in de showrooms staan. En dan zijn er nog grote namen als Mercedes en Volkswagen, die binnen drie tot vijf jaar elektrische auto's op de markt willen hebben.
Bovendien zijn de claims van Fisker moeilijk te verifiëren. Hij moet eerst een patent bemachtigen voor zijn technologie en aantonen dat hij grafeen inderdaad zo goedkoop kan produceren.
Maar Fisker is duidelijk over wie zijn grootste concurrent zal zijn. "Als je naar de markt kijkt, is dat evident. In het hogere segment is er eigenlijk maar een bedrijf, en dat is Tesla."
Elon Musk kan zijn borst natmaken.