Fuori ja sula pii akkujen perustaksi

13.12.2018

MIT-Caltech-Purdue-fluori-akut-300-t.jpgÄskettäin ilmestyneessä tutkimuksessa Caltechin, Jet Propulsion Laboratoryn, sekä Honda Research Instituten ja Berkeley Labin tutkijat ovat kehitelleet uuden tavan tehdä ladattavia akkuja, jotka perustuvat fluoridiin, negatiivisesti varautuneeseen muotoon fluorista.

"Fluoridiakut voivat antaa tehoa jopa kahdeksan kertaa pidempään kuin nykyään käytössä olevat akut mutta fluoridin kanssa on haastavaa toimia koska se on niin syövyttävää ja reaktiivista", kertoo Robert Grubbs, Caltechin kemian professori ja vuoden 2005 kemian Nobel-palkittu.

1970-luvulla tutkijat yrittivät luoda ladattavia fluoridiakkuja kiinteillä komponenteilla, mutta kiinteät akut toimivat vain korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee niistä epäkäytännöllistä jokapäiväiseen käyttöön.

Uudessa tutkimuksessa löydettiin tapa toteuttaa fluoridiakku nestemäisten komponenttien avulla - ja nestemäiset paristot toimivat helposti huoneenlämmössä.

Avain fluoridiparistojen toimimiseen löytyi elektrolyyttisnesteestä, jota kutsutaan bis (2,2,2-trifluorietyyli) eetteriksi tai BTFE:ksi. Tämä liuotin auttaa pitämään fluoridi-ionin vakaana niin, että se voi siirtää elektroneja edestakaisin akussa.

MIT-sula-pii-akut-300-t.jpgMIT:n insinöörit ovat puolestaan esitelleet uuden tavan uusiutuvan sähköenergian varastoimiseksi ja toimittamiseksi takaisin sähköverkkoon tarpeen mukaan.

Uusi malli varastoi aurinkosähkön tai tuulivoiman ylimääräistä sähköä suuriin säiliöihin, joissa on kuumaa sulaa piitä ja muuntaa hehkuvan valkoisen metallin valon takaisin sähköksi, kun sitä tarvitaan.

Tutkijat arvioivat, että tällainen järjestelmä olisi huomattavasti kohtuuhintaisempi kuin litiumioniakut ja maksaisi vain noin puolet pumppuvesivoimavarastosta, joka on halvin jakeluverkkotason energian varastointi nykyään.

Ajatus sai lähtökohdan aurinkolämpövoimaloista, joissa peileillä ohjattu valo muunnetaan lämmön, suolavaraston ja turbiinin kautta sähköksi.

Tutkijat etsivät vaihtoehtoa, joka voisi tallentaa lämpöä paljon sulasuolaa korkeammissa lämpötiloissa. He päätyivät piihin - maan runsain metalli, joka kestää korkeita yli 2200 Celsius-asteen lämpötiloja.

Tutkijat ovat nimenneet konseptinsa TEGS-MPV:ksi, Thermal Energy Grid Storage-Multi-Junction Photovoltaics.

Järjestelmä koostuu kahdesta grafiitista valmistetusta suuresta säiliöstä. Ensimmäinen on täytetty nestemäisellä piillä, joka pidetään vain 1900 Celsius asteen lämpötilassa. Tankkien välisessä lämmitysputkistossa ylimääräinen sähkö lämmittää ja siirtää 2300 Celsius asteisen sulapiin kuumaan säiliöön.

Kun sähkölle on tarvetta, hehkuvan valkoinen pii pumpataan takaisin kylmään säiliöön läpi putkien, jotka emittoivat valoa, jonka aurinkokennot muuntavat sitten sähköksi.

Aiheesta enemmän: Akkutekniikan kirjo lavenee

18.01.2019Läpimurtoja orgaaniselle elektroniikalle
17.01.2019Virtausanturi verelle
17.01.2019Suunniteltuja materiaaleja fotonien hyödyntämiseksi
15.01.2019Perovskiitista spintroniikan perusta?
14.01.2019Spinkuvioita korkean lämpötilan suprajohteissa
11.01.2019Kvanttimateriaaleja puolijohteiden tilalle
10.01.2019Eksitonit avaavat tietä tehokkaampaan elektroniikkaan
09.01.2019Ympäristö muuttaa molekyylin kytkimeksi
08.01.2019Itseoppimiseen tukeutuva konenäkö
07.01.2019Parempia Li-Ion -akkuja

Siirry arkistoon »