Stop met praten, begin met bouwen: De toekomst van veiligere batterijen met Solid-State

Arkimedes is een bedrijf dat zich bezighoudt met solid-state batterijen. Het is ontstaan en gegroeid in het reactorinstituut van de TU Delft en bouwt nu aan een nieuwe basis op de Cleantech Campus Arnhem om verder te groeien. We gingen om de tafel zitten voor een rondetafelgesprek met Satish Pultoo, Deepak Singh, Remco van der Jagt, Sander Groenteman en Vignesh Kannan van Arkimedes.

Solid-state is geen visie voor 2050, het gebeurt nu. Bij Arkimedes worden vandaag de dag veiligere batterijen ontworpen en gebouwd in Europa, waarbij veiligheid vanaf het begin in de chemie is ingebouwd. Met Battery Day in Arnhem voor de deur, vroegen we het team waarom dit het juiste moment is om hun verhaal te delen en wat bezoekers kunnen verwachten. 

Waarom is Battery Day het juiste moment om jullie verhaal te delen?

Satish: De evenementen van vorig jaar waren interessant, maar vooral gericht op grote bedrijven die het hadden over 2030 of 2050. Wij willen de focus verleggen naar wat er nu daadwerkelijk gebeurt in Nederland. Echte deeptech-technologieën worden vandaag de dag over de hele wereld ontwikkeld door start-ups en kleine mkb-bedrijven.

Wat zullen bezoekers en partners meenemen?

Remco: Je vertrekt met een duidelijk beeld van het huidige batterijlandschap en weet wat er op dit moment echt gebeurt in Nederland.

Satish: En je ziet waarom een Europese toeleveringsketen belangrijk is: een lokale fabriek betekent niet alleen technologie, maar ook dat we banen creëren in de hele toeleveringsketen in Nederland en in heel Europa.

Dus opschalen betekent eigenlijk het versterken van de productie-industrie hier in Nederland en in heel Europa?

Satish: Ja, naarmate Arkimedes de komende jaren groeit, zal dat leiden tot echte productie in Europa en minstens 1000 banen in Nederland.

Solid state: veiliger door ontwerp, gebouwd in Europa

Satish, kun je het team in drie woorden omschrijven?

Satish: Remco: kritisch, innovatief, multitasking. Vignesh: energiek, technisch, veerkrachtig. Zij zijn vanaf dag één de ‘hoofdmotoren’ van Arkimedes geweest. Van wetenschap en opschaling van technologie tot bedrijfsbesprekingen. Sander: Leider, expert, stimulerend. Hij bouwt de nieuwe verticals van Arkimedes vanaf de grond op. En Deepak: Strategisch, visionair, praktisch. Meer dan tien jaar geleden zei hij dat LFP (lithium-ijzerfosfaat) de dominante batterijchemie zou worden, zelfs voor de automobielindustrie. Velen lachten, maar hij bleef erbij. En kijk nu eens, het is overal. Die combinatie van visie en pragmatisme is zeldzaam. En al deze personen onder één dak hebben is nog zeldzamer.

En hoe zou je Satish omschrijven?

Deepak: Ik denk dat ‘moed’ genoeg zegt. Hoe meer je weet, hoe meer je beseft hoe moeilijk de batterij-industrie is. Satish koos er toch voor om te beginnen, de complexiteit aan te gaan en zich in te zetten. Dat is echte ondernemersgeest. 

Wat voor soort bedrijf is Arkimedes? 

Satish: Arkimedes is een deeptech-batterijbedrijf, gebaseerd op tientallen jaren fundamenteel onderzoek van het laboratorium van prof. Marnix Wagemaker aan de TU Delft. We zijn doelgericht en waardegedreven, niet geldgedreven. Innovatie is hier gebaseerd op flexibiliteit en een gevoel van eigenaarschap. We zijn zelfstarters en vragen ons voortdurend 
af: “Hoe kan ik een bijdrage leveren?” Die houding begeleidt ons vanaf de eerste strategie tot het moment dat we de mouwen opstropen en het werk doen.
 Deepak lachend: En voor ons zijn batterijen niet alleen werk. Ze zijn bijna een roeping. We 
denken er constant aan, simpelweg omdat we van de technologie houden. Het is niet alleen een 
baan, het is onze passie.

Als we naar de technologie kijken, wat is dan in eenvoudige bewoordingen een solid-state batterij?

Deepak: Zie het als een batterij zonder vloeistoffen. In een typische lithium-ionbatterij verplaatst een brandbare vloeistof ionen tussen elektroden. Wij vervangen dat door een vaste ionische geleider. Het resultaat is inherent veiliger, vaak compacter en lichter, omdat veel beschermende verpakkingen kunnen worden verwijderd. Dat betekent ook minder materiaal. Eerst veiliger, dan lichter.

Satish: Het is ook materiaalefficiënter, minder plastic, minder onderdelen, wat duurzaamheid ondersteunt.

Is het echt zo eenvoudig?

Remco: Het concept is eenvoudig, maar het ontwikkelen en realiseren ervan is dat niet. Het is complexe deep tech. Om succesvol te zijn, moet een solid-state of ander nieuw batterijconcept niet alleen wetenschappelijk bewezen zijn, maar ook duurzaam, schaalbaar voor massaproductie, economisch en in staat zijn om huidige technologieën te evenaren of te overtreffen. En dat allemaal tegelijkertijd. Het resultaat voor gebruikers zal echter eenvoudig zijn: veiligere systemen met minder add-ons.
 

Welk verschil zal solid state maken voor klanten en partners?

Satish: Verhoogde veiligheid zal verborgen kosten verminderen. Als u een inherent veiliger systeem koopt, hoeft u minder uit te geven aan externe veiligheidsmaatregelen, speciale ruimtes, certificeringen of operationele voorzorgsmaatregelen. Zie het als het kindveilig maken van een huis door het ontwerp. Vignesh: Ons onderscheidende kenmerk is veiligheid door ontwerp. We willen veiligheid niet bovenop risicovolle chemie plaatsen; we willen dat de chemie en het systeem fundamenteel veiliger zijn.

Voor wie zijn uw oplossingen het meest relevant?

Vignesh: Gebieden waar menselijke veiligheid cruciaal is: medische apparatuur, drones, scheepvaart, luchtvaart, transport en thuisopslag. Kortom, plaatsen waar brand onaanvaardbaar is. Ook hoogwaardige consumentenelektronica waar veiligheid en vormgeving belangrijk zijn. Satish: Het is niet ‘één technologie voor alles’, maar werkt het beste in specifieke, hoogwaardige gebruikssituaties.

Energieopslag en batterijen

Wat is het meest onderschatte probleem in de batterij-industrie?

Sander: Het verbeteren van de veiligheid door middel van ontwerp. Sommige klanten kunnen bijvoorbeeld niet de benodigde opstalverzekeringen of vergunningen krijgen, simpelweg vanwege de aanwezigheid van Li-ion-batterijen met brandbare vloeistoffen. Batterijen zijn veiliger dan voorheen, maar we vertrouwen nog steeds te veel op externe beveiligingen. Wij geloven in veiligheid door middel van ontwerp, beginnend bij de chemische samenstelling van de cellen en voortbouwend op systeemniveau.

Maar hoe ziet u de Europese batterij-industrie en waar past solid-state daarin?

Vignesh: Het is vraaggestuurd. De automobielindustrie wordt geëlektrificeerd en er komen systemen van de volgende generatie op de markt. Verschillende spelers bevinden zich in verschillende stadia en elk draagt bij aan het ecosysteem. Opkomende sectoren zoals elektrische luchtvaart, maritieme en humanoïde robots zullen belangrijke afnemers zijn van solid-state batterijen in Europa.

Deepak: Er is niet één ‘winnende’ batterijchemie of -technologie. Solid-state batterijen zullen niet alle andere batterijen op de markt vervangen; in eerste instantie zullen ze uitblinken in specifieke, missiekritieke niches.

Maar wat betekent een solid-state batterij voor organisaties die vandaag de dag energieopslagsystemen nodig hebben?

Remco: We leveren vandaag de dag al energieopslag- en thuisbatterijsystemen. Tegelijkertijd zie je de eerste solid-state of semi-solid-toepassingen opkomen. Tegen 2027 zullen deze bestaande systemen geleidelijk overschakelen op solid-state.

Satish: Solid-state zal binnen de komende twee jaar eerst zijn intrede doen in nichetoepassingen en zich vervolgens in de loop van de tijd uitbreiden. Het belangrijkste is dat klanten niet hoeven te wachten. Er zijn nu al betrouwbare systemen beschikbaar, met een duidelijk stappenplan naar solid-state.

Hoe helpt uw aanpak partners om duurzamer en onafhankelijker te worden?

Vignesh: Door zich te richten op kritieke gebruikssituaties met inherente veiligheid, kunnen partners over-engineering verminderen, verspilling tegengaan en compliance vereenvoudigen. We verleggen de grenzen van veiligheid. Niet om 100% zekerheid te claimen, maar om gecertificeerde, steeds veiligere systemen te leveren.

Battery Day

Wie hoop je te ontmoeten op Battery Day, en waarom?

Sander: Belanghebbenden uit de hele waardeketen. Je kunt dit niet alleen opschalen. Meerfasige partnerschappen ‘van cellen tot complete systemen’ zorgen voor snellere en slimmere vooruitgang.

Remco: Precies. Mensen en bedrijven die oprecht geïnteresseerd zijn en willen samenwerken met Arkimedes, van wetenschappelijk/onderzoeksniveau tot productfabricage. Europa heeft een moeilijke weg te gaan om een autonome batterij-industrie te realiseren. We moeten efficiënt samenwerken om dit zo snel mogelijk te bereiken.
 

Doet u iets speciaals tijdens het evenement? 

Sander: Ja, een innovatiestand waar u kunt zien en voelen wat we aan het bouwen zijn. We houden het hands-on bij de stand: laten zien, vertellen en u laten ervaren. Zie het als een voorproefje van onze batterijkeuken. Vignesh: En het resultaat en het proces moeten eenvoudig aanvoelen, ook al is de wetenschap dat niet.

Wat moeten bezoekers onthouden over Arkimedes na Battery Day?

Satish: Je ziet hoe Europese bedrijven zoals Arkimedes, samen met universiteiten, partners en andere innovators, voor je ogen worden opgebouwd. Dit gebeurt nu. Tegen 2027 willen we een breder publiek bereiken, aangezien solid-state vanaf dat moment op grotere schaal wordt toegepast. En vergeet niet: we bieden vandaag al oplossingen voor energieopslag en thuisbatterijen, oplossingen die evolueren naar solid-state.

Als ik een potentiële klant of partner ben, waarom zou ik u daar ontmoeten en hoe kunnen we daarna verdergaan?

Deepak: Laten we eens kijken of we uw uitdagingen op korte en lange termijn kunnen oplossen, of dat u ons kunt helpen bij het aanpakken van onze uitdagingen terwijl we groeien. Hoe dan ook, samen gaan we sneller vooruit, want niemand kan dit alleen. We kunnen nu al beginnen met het aanpassen van uw behoeften voor hoogwaardige batterijen en energiebeheertools en u helpen uw energie-uitdagingen het hoofd te bieden.

Satish: Kom eerst eens langs bij onze stand. Daar vindt u ook Sander, Remco, Vignesh en andere collega's. Na het evenement kunt u gemakkelijk contact houden via LinkedIn of andere kanalen. We bouwen dit van onderaf op en we willen graag onderzoeken waar we kunnen samenwerken.

Conclusies

Kunt u tot slot uw drie belangrijkste conclusies delen met anderen in de sector?

Remco: Geef prioriteit aan veiligheid. Batterijen zijn complex en potentieel gevaarlijk. Door veiligheid in het ontwerp te integreren, bent u veel beter voorbereid op de toekomst en krijgt u direct een voorsprong. De regelgeving zal alleen maar strenger worden en certificeringen moeilijker. Onderschat dit niet.

Sander: Begin met de vereisten. Bepaal eerst wat deze zijn, waaronder veiligheid, energiedichtheid, kosten en levensduur, en kies vervolgens de juiste batterijoplossing. Niet andersom.

Satish: Gebruik batterijen om een echt probleem op te lossen. Als er een businesscase is, neem die dan op in je vereisten. Maar pas je behoeften niet aan om ze aan te passen aan een trendy technologie, want dat levert meestal meer problemen op dan het oplost.

Deepak: En nog een extra punt: niemand kan alleen opschalen. Partnerschappen zijn essentieel om sneller en slimmer vooruitgang te boeken.