Vihreämpiä virtausakkuja

25.11.2015

Harvard-SEAS_Battery-250-t.jpgErilaiset virtausakut ovat lupaavin tekniikka tuuli- ja aurinkoenergian varastointiin. Kuitenkin, niillä on vielä yksi keskeinen haitta: Ne edellyttävät kalliita materiaaleja ja aggressiivisia happoja.

Harvardin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet virtausakun kemiaa entistä vihreämpään suuntaan.

Heidän uusimmassa ratkaisussa hyödynnetään yhdisteitä, jotka muodostuvat edullisista ja runsaasti esiintyvistä alkuaineista (hiili, happi, typpi, vety, rauta ja kalium) veteen liuotettuna.

Viime vuonna Harvardin ryhmä esitteli virtausakkua, jossa metallit korvattiin orgaanisilla kinoni-molekyyleillä. Kinonit ovat luonnossa esiintyviä kemikaaleja, jotka ovat osa biologisia prosesseja, kuten fotosynteesi ja soluhengitys.

Siinä vaiheessa käytettiin elektrolyyttinä bromia mutta nyt sekin on korvattu myrkyttömällä ja syövyttämättömällä ionilla eli ferrosyanidilla.

Koska ferrosyanidi on erittäin liukoinen ja stabiili alkalisissa pikemminkin kuin happamista liuoksissa, Harvard joukkue yhdisti sen kinoniyhdisteen kanssa, joka on liukoinen ja stabiili emäksisissä olosuhteissa, toisin kuin aiemmin kehitetyn akun hapan ympäristö.

Emäksistä liuosta käytettäessä virtaus akun järjestelmän osista voidaan tehdä yksinkertaisempia ja paljon vähemmän kalliista materiaaleista, kuten muovista.

Jenan yliopiston kemistit esittävät puolestaan uudenlaista redoksi-tyyppistä virtausakkua, joka perustuu orgaanisiin polymeereihin ja vaarattomaan suolaliuokseen.

Uudessa konseptissa käytetään synteettisiä materiaaleja: Niiden ydinrakenne muistuttaa pleksilasista ja polystyreeniä, mutta niihin lisättyjen funktionaalisien ryhmien avulla materiaali vastaanottaa tai luovuttaa elektroneja. Koska järjestelmässä ei käytetä aggressiivisia happoja välikalvona voi käyttää yksinkertaista ja edullista selluloosakalvoa.

Ensimmäisissä testeissä Jenan hapetus-pelkistys -virtausakku kesti jopa 10,000 latauskertaa menettämättä merkittävää määrää kapasiteettia. Järjestelmän energiatiheys on kymmenen wattituntia litrassa. 

19.01.2021Transistoreita kutistaen
18.01.2021Sinistä valoa perovskiittiledeistä
15.01.2021Uusi nanorakenteinen yhdiste anodille
14.01.2021Fyysikot luovat aikakäänteisiä optisia aaltoja
13.01.2021Kubitteja ohjaten
12.01.2021Pullisteleva perovskiitti
11.01.2021Venytettyä timanttia elektroniikalle
08.01.2021Metapinnoilla langattomat terahertsialueille
07.01.2021Hybridi superkonkka ja hapekas litiumilma-akku
06.01.2021Mikroskannerin peilit korvaavat ihmisen näön

Siirry arkistoon »