Kiinnostavat ilma-akut

Viime aikoina metalli-ilma-akkuja, kuten litium-, sinkki-, alumiini- ja natrium-ilma akkuja on ryhdytty pitämään ehdokkaina seuraavan sukupolven energian varastointijärjestelmille.

Esimerkiksi Cambridgen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet laboratoriossa toimivan demonstraation litium-happi akusta, jolla on erittäin korkea energiatiheys ja voidaan ladata yli 2000 kertaa.

Litium-happi (Li-O2) tai tulevaisuudessa kenties litium-ilma-akkuja on mainostettu "lopullisina" akkuina, koska niiden teoreettinen energiatiheys on kymmenen kertaa suurempi kuin litium-ioni-akuilla. Näin suuri energiatiheys olisi verrattavissa bensiiniin.

Kuitenkin, kuten on laita muillakin seuraavan sukupolven akuilla, on olemassa useita käytännön haasteita, jotka on ratkaistava ennen kuin litium-ilma-akut tulevat varteenotettavaksi vaihtoehdoksi bensiinille, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Esimerkiksi tätäkin demonstraatiota voidaan käyttää vain puhtaalla hapella, kun taas normaali ilma sisältää myös hiilidioksidia, typpeä ja kosteutta, jotka kaikki ovat yleisesti ottaen haitallisia metallielektrodille.

Tutkijoiden demonstraatio perustuu erittäin huokoiseen, "pörröiseen" hiilielektrodiin, joka on valmistettu grafeenista sekä kemiallisia reaktioita muuttavista lisäaineista. Vaikka tulokset ovat lupaavia, tutkijat varoittavat, että käytännön litium-ilma-akku on edelleen ainakin vuosikymmenen päässä.

Litiumin lisäksi myös natrium ilman kanssa tarjoaa suurta energiatiheyttä. Monet tutkijat ovatkin kiinnostuneet natrium-ilma akuista, koska natriumia on runsaasti maaperässä ja sillä on minimaalinen ympäristövaikutus.

Hiljattain on raportoitu muun muassa vesipitoisista Na-ilma-akuista, joissa käytetään kahta eri elektrolyyttiä samassa järjestelmässä. Vesipitoinen elektrolyytti on näissä hyödyllinen koska se liuottaa haitallisia tuotteita katodilla.

Aiemmin vesipitoisia Na-ilma ratkaisuja on esitelty vain paristoina mutta nyt korealaisen Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) tutkijat ovat tuottaneet ensimmäisen ladattavan vesipitoisen Na-ilma akun.

Akun varaus-purku ominaisuuksia testattiin muun muassa Pt/C-päällystetyn hiilipaperin toimiessa ilmaelektrodina. Sen avulla saavutettiin jännitteellinen hyötysuhde 84,3% ja vakaa 2.85 voltin purkujännite.