Uusia akkutekniikoita paikalliskäyttöön

Oregon State Universityn tiedemiehet ovat kehittämässä lupaavaa ja kestävää akkua suuritehoiseen paikalliseen energian varastointiin.

Kyseessä on maailman ensimmäinen akku, jossa käytetään varauksenkuljettajina ainoastaan hydroniumioneja. Hydronium (H3O+) on positiivisesti varautunut ioni, joka syntyy, kun vesimolekyyliin lisätään protoni.

Tutkijat osoittivat, että hydroniumionit voidaan palautuvasti varastoida elektrodimateriaaliin, joka koostuu PTCDA:sta (perylenetetracarboxylic dianhydridem). Tämä materiaali on orgaaninen, kiteinen ja molekulaarinen kiintoaine. Elektrolyyttinä käytetään laimeaa rikkihappoa.

Epämetallisia kationeja ei ole aiemmin harkittu vakavasti akkuihin. Myöskään orgaanisia kiinteitä aineita ei tavallisesti ole ajateltu kiteisinä elektrodimateriaaleina.

PTCDA-materiaalilla on paljon sisäisiä välejä sen molekyylin ainesosissa joten se tarjoaa mahdollisuuden varastoida suuria ioneja ja hyvää kapasiteettia, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Harvardin (SEAS) yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittäneet uuden virtausakun joka varastoi energiaa orgaanisiin ja organometallisiin molekyyleihin, jotka on liuotettu neutraaliin veteen.

Tällainen uusi kemia mahdollistaa myrkyttömän ja syövyttämättömän akun, jolla on poikkeuksellisen pitkä käyttöikä ja tarjoaa mahdollisuuden keventää merkittävästi tuotantokustannuksia.

Virtausakut sopivat erityisesti paikalliseen ja ajoittaiseen energian varastointiin. Mutta nykyiset virtausakut kärsivät useiden lataus-purkautumiskiertojen myötä heikkenevästä varastointikapasiteetista.

Muuttamalla positiivisissa ja negatiivisissa elektrolyyttiliuoksissa käytettävien molekyylien rakenteita vesiliukoisiksi, Harvardin insinöörit loivat akun, joka menettää vain yhden prosentin kapasiteetistaan tuhannella käyttökierroksella.

Neutraali pH on erityisen hyödyllinen alentamaan ioniselektiivisen kalvon kustannuksia. Kun molemmin puolin kalvoa on oikeastaan vain suolavettä, tavallisesti kalliit polymeerit voidaan korvata halvoilla hiilivedyillä.

Aiheesta aiemmin:

Uutta tietoa metalli-happi akkujen reaktioista