Investeren in een wereldwijde doorbraak in batterijtechnologie

De energietransitie vraagt om betere batterijen – en sneller dan ooit. De Nederlandse scale-up LeydenJar, een spin-off van TNO, ontwikkelde een silicium-anode die tot 70% meer opslagcapaciteit biedt zonder schaarse metalen. Een wereldwijde doorbraak. Voor de opschaling haalde oprichter en CEO Christian Rood dit jaar €43 miljoen op, deels via fondsen met particuliere beleggers zoals Carbon Equity.

Opslagcapaciteit voor schone energie: het is de bottleneck voor de energietransitie en de sleutel tot internationale energie-onafhankelijkheid. Daarom jagen overheden, wetenschappers en investeerders wereldwijd op nieuwe manieren om energie uit duurzame bronnen efficiënt op te slaan. Met name batterijopslag moet daarin een hoofdrol spelen – en juist daar wringt het. De energiedichtheid van batterijen stijgt weliswaar, maar te langzaam. En dat terwijl de vraag explodeert en grondstoffenschaarste leidt tot internationale spanningen en conflicten. Daarmee draait de energietransitie al lang niet meer om duurzaamheid alleen: steeds nadrukkelijker gaat het om financieel rendement, economische groei en strategische autonomie.

Fundamenteel betere producten

Die verschuiving is eveneens terug te zien in hoe kapitaal wordt ingezet. Investeerders zoeken nadrukkelijk naar technologieën die niet alleen groener zijn, maar vooral beter presteren. ‘We zoeken bedrijven die winnen omdat hun product fundamenteel beter is, niet alleen omdat het duurzamer is’, aldus Wiebe Visser, Chief Investment Officer van beleggingsplatform Carbon Equity. ‘Dat is precies waarom we zijn ingestapt in een van de fondsen die LeydenJar financieren.’ Visser verwijst hier naar de Leidse deeptech scale-up LeydenJar, een nieuwe en veelbelovende speler op het wereldtoneel van deze energietransitie. ‘Zij lossen een bottleneck op die de batterij-industrie al decennia kent, en doen dat met een proces dat schaalbaar is én een product dat op zichzelf staand concurreert. Die combinatie is hierin uniek en past goed bij onze investeringsstrategie’, aldus Visser.

Revolutie in de industrie

Achter die belofte staat oprichter en CEO Christian Rood, die technologie, markt en kapitaal nadrukkelijk met elkaar verbindt. Hij verdiende zijn sporen in consultancy, investment banking en beleggen en studeerde drie keer bedrijfskunde, telkens vanuit een andere invalshoek. Mede daardoor ziet Rood, wanneer hij in 2015 bij TNO een daar ontwikkelde, vastgelopen zonneceltechnologie onder ogen krijgt, direct het potentieel. “Ik had deze technologie zelf nooit kunnen bedenken, maar ik zag wel kansen. Ik dacht: als we dit kunnen toepassen in batterijen, verandert de hele industrie.” Dat idee heeft alles te maken met het oersimpele en overal vrijwel gratis beschikbare element silicium, een soort zand. Al sinds de jaren zeventig van de vorige eeuw is bekend dat silicium veel meer lithium-ionen kan opslaan dan het tot nu toe meestal gebruikte grafiet. En dat een batterij met silicium-anodes per kilo gewicht veel meer elektriciteit kan opslaan. In theorie dan, want de praktijk was weerbarstig.

‘Silicium is de heilige graal voor batterij-opslagcapaciteit, maar heeft één probleem: het zet bij opladen enorm uit en krimpt bij ontladen. Tot wel 300%. Dan gaat je batterij na een paar keer laden kapot.’ Zo lopen experimenten met de technologie keer op keer stuk. ‘De chemie klopte, de fysica niet’, aldus Rood.

Plasma als productiemethode

Zo bleef de silicium-anode decennialang een mooie belofte. Tot nu dus. In de techniek voor het printen van zonneceltech op folie zag Rood een enorm potentieel voor batterijen. ‘Traditionele batterijen hebben anodes die worden gemaakt van grafiet, dat als vloeibare pasta op koper wordt aangebracht, gedroogd en geperst. Als je dat grafiet vervangt door silicium, en dat op dezelfde manier verwerkt, loop je tegen het probleem aan van het scheuren en barsten. Deze nieuwe methode – voluit PECVD, plasma-enhanced chemical vapour deposition – is afkomstig uit de chipindustrie en lost dat probleem op. Door de siliciumatomen met dit nieuwe procedé “op te dampen”, vormen ze geen gladde en breekbare laag maar een structuur met microscopisch kleine pilaartjes. Daardoor is er genoeg tussenruimte om de rek en krimp op te vangen zonder te barsten. Daarmee heeft LeydenJar de sleutel in handen om hét nadeel van silicium voor toepassing in batterijen op te lossen, met een gepatenteerde techniek.

Van technische doorbraak naar economische waarde

De voordelen zijn enorm: batterijen met een LeydenJar silicium-anode kunnen bij eenzelfde formaat en gewicht in laboratoriumomstandigheden tot 70% meer stroom opslaan. In praktische toepassingen schat Rood in dat het iets lager zal zijn, maar nog altijd minstens 50% extra. Dat biedt grote voordelen: batterijen kunnen dan lichter en kleiner worden, en zijn minder afhankelijk van schaarse metalen. Als batterijen kleiner en krachtiger zijn, verandert dat de waardepropositie: ze worden beter, economisch aantrekkelijker en duurzamer. Zo is deze impactvolle innovatie niet afhankelijk van groene subsidies, maar kan deze internationaal concurreren op prijs en performance. Bijkomend voordeel is dat de CO₂-voetafdruk voor de anode tot 85% lager is, doordat er minder materiaal nodig is en het proces grotendeels op (groene) stroom werkt.

Stapsgewijs opschalen 

De komende jaren wil Rood met LeydenJar zich bewijzen op de markt van consumentenelektronica en vervolgens doorpakken naar toepassingen zoals elektrisch rijden en vliegen. ‘Met toelevering aan batterijen voor consumer electronics zoals smartphones, tablets en wearables kunnen we een heel waardevol bedrijf opbouwen’, zegt hij. ‘De echte impact zit uiteraard verderop.’ Elektrisch vliegen bijvoorbeeld, waar gewicht en energiedichtheid cruciaal zijn. En betaalbare elektrische auto’s, waar kosten en bereik de adoptie bepalen. In die toepassingen kan een fundamentele verbetering van de batterij het verschil maken tussen niche en massa.

Maximale flexibiliteit

LeydenJar maakt geen complete batterijen, maar alleen een onderdeel: de           silicium-anodes willen ze leveren aan batterijproducenten wereldwijd. Die aanpak lijkt een beperking, maar is strategisch juist een voordeel. ‘De productie van batterijen bestaat uit een reeks stappen, waarbij elke stap een potentiële bottleneck vormt’, legt Rood uit. ‘Door ons te concentreren op één processtap, kunnen we die optimaliseren, zonder dat we worden gehinderd door de complexiteit van de rest van de keten. Wij zetten in op één specialisme, één type machine.’ Het grote voordeel van die aanpak is volgens hem de optimale schaalbaarheid zodra zijn silicium-anodes wereldwijd aftrek vinden: ‘Zet je er een tweede machine naast, dan heb je direct dubbel zoveel capaciteit.’ Rood kiest zo met LeydenJar voor maximale flexibiliteit, klaar om soepel mee te schalen met de verwachte snelgroeiende vraag wereldwijd. 

Opschalen met kapitaal

In Eindhoven bouwt LeydenJar zijn eerste commerciële productiefaciliteit. De nieuwe fabriek moet de silicium-anodes in grote aantallen gaan produceren – op veel grotere schaal dan de honderden meters per dag die nu nog uit de eerste prototype-productiemachine rollen. De stap van prototype naar serieproductie is voor elk deeptech-bedrijf kapitaalintensief — en juist díé hoge instapdrempel werkt in LeydenJar’s voordeel, meent Chief Investment Officer Wiebe Visser van Carbon Equity. ‘Wie deze fase doorkomt, bouwt een positie die concurrenten niet snel inhalen: een gepatenteerd proces, een werkende fabriek én industriële validatie’, stelt hij. ‘LeydenJar staat nu precies op dat punt. 

Het bedrijf haalde de afgelopen tien jaar circa € 105 miljoen op bij gerenommeerde institutionele investeerders.  En dat niet alleen: ook bij honderden Nederlandse particuliere beleggers, die zo voor het eerst toegang krijgen tot beleggingen die normaal uitsluitend openstaan voor pensioenfondsen en family offices.’ Deels met dat kapitaal verrijst nu de eerste commerciële fabriek in Eindhoven, op precies het moment dat de wereldwijde vraag naar batterij-opslagcapaciteit op een schaalsprong staat. 

Méér dan een duurzaam verhaal

Volgens Rood is de energietransitie allang niet meer alleen een kostenpost. Deeptech en cleantech zijn in de eerste plaats zakelijk en economisch gedreven – en dat geldt ook voor de financiering. Investeringen in energie- en klimaattechnologie zijn verschoven van risicovolle niche naar een volwassen markt met groeiende waarde. Rood: ‘Bedrijven die hier winnen, winnen niet omdat ze groener zijn, maar omdat ze beter, goedkoper of schaalbaarder zijn dan het alternatief. Het is precies dát verhaal dat onze investeerders overtuigt. Niet vanwege het idealisme, maar door de meetbare prestaties, ook financieel gezien.’

Wie wint deze enorme markt?

De vraag voor LeydenJar is niet meer óf de technologie werkt — dat is bewezen, zowel in laboratoria als bij de eerste fabrikanten in productie. Het gaat er vooral om hoe snel het bedrijf doorgroeit tot wereldspeler in batterijproductie en energieopslag in een markt die competitief en kapitaalintensief is. Wat wel duidelijk is: de opslag van duurzame stroom is bepalend voor de energietransitie- én onafhankelijkheid. Wie op dat vlak voor fundamentele verbeteringen zorgt, heeft goud in handen. ‘De vraag is niet óf die markt groeit,’ zegt Rood, ‘de vraag is wie eraan verdient.’ Met zijn LeydenJar heeft hij daarvoor een sterke uitgangspositie.