Akkumulátor Blog

Tíz évig is működőképes marad a vízalapú akkumulátor

2017.06.05

Energiatárolás PH-semleges vízben oldott szerves molekulákkal.
Az egyetemi kutatók állítják, hogy az eljárás nem csak biztonságos, a környezetre veszélytelen anyagokból összeállítható energiatároló telepek létrehozásához vezetett, hanem azok drámai mértékben lelassuló cseréjéhez is. Meg vannak ugyanis arról győződve, hogy a vízalapú akkumulátorok akár tíz évig is működőképesek maradhatnak.

Hogyan lehet elkerülni a kapacitáscsökkenést?

Michael Aziz vegyészprofesszor és Roy Gordon anyagtudományokkal foglalkozó professzor vezetésével folyt a kutatás. Ahelyett azonban, hogy a Samsung Galaxy Note 7 túlhevülő akkumulátorának problémáját próbálták volna megoldani, a kutatók inkább a megújuló energiát kiaknázó iparág energiatárolási kihívásaira szerettek volna választ adni.

A folyadékok áramlására alapuló, úgynevezett flow akkumulátorok elképzelése nem új ötlet. Napjaink megoldásai azonban közel sem tökéletesek: néhány töltési és kisülési ciklust követően jelentős kapacitáscsökkenéssel nehezítik meg használóik életét. Ennek helyreállításához az elektrolit folyadék rendszeres karbantartására van szükség.

A pozitív és negatív elektrolitokra alapuló megoldások molekuláris struktúrájának módosításával és vízben való oldhatóságra felkészítésével a harvardi kutatócsapat olyan flow akkumulátort tudott alkotni, mely ezer töltés után is csupán kapacitása egy százalékát veszti el. Összehasonlításképp: a lítium-ionos telepek gyakran ki sem bírnak ezer töltést és kisütést.

Leszámoltak a korrózióval

Aziz szerint az amerikai egyetemen sikerült elérni az elektrolit PH-semleges vízben való feloldódását, így az energiatároló telep sokkal lassabban megy tönkre, mint napjaink akkumulátorai. És nem csak ezért helyezhetők le nyugodt szívvel az épületek pincéibe: ha netalán valamilyen fizikai hatást követően sérülés keletkezne benne, akkor a padlóra kifolyó anyag nem tenne kárt a betonban.

Mivel nem korrozív, ezért az akkumulátor egyéb elemeit – a tartályt, a pumpákat – sem kell felkészíteni olyan savas környezetre, ami gyorsan tönkretehetné ezeket. Vagyis olcsóbb anyagokat lehet használni, árulta el a harvardi professzor. Ha pedig olcsóbb lehet az akkumulátor, akkor kikerülhető az otthoni energiatermelő rendszerek hálózatba való bekötésének kényszere, így még gazdaságosabbá válhat a megújuló energiák használata, javuló megbízhatóság mellett.

Nem elhanyagolható szempont, hogy ezzel tehermentesíteni lehetne az országos energiahálózatokat a megújulók jelentette (túl)termelési csúcsoktól.

Bemutatjuk a bűnöst: a szerves oldószereket

Ahhoz, hogy létrehozhassák megoldásukat, a harvardiaknak arra kellett rájönniük, miért bomlanak le olyan gyorsan a jelenleg használt akkumulátorokban a viologén molekulák. Miután felfedezték ennek okát, molekuláris struktúrájuk módosításával ellenállóbbá tették őket.

Ezt követően a kutatócsapat az elektrokémiai tulajdonságairól ismert molekulát, a ferrocént kezdte vizsgálni, hogy pozitív elektrolitot hozhassanak létre belőle. Az anyag remekül használható töltéstárolásra, de egyáltalán nem oldódik fel a vízben, ismertették a problémát a tudósok. Alkalmazása ezért szerves oldószereket igényel, ami nem csak drága, de gyúlékony is.

A ferrocén molekuláris struktúrájának a viologén molekulákhoz hasonló módon történő megbabrálásával a korábban vízben egyáltalán nem oldódó ferrocén molekulákat sikerült vízben nagymértékben oldódóvá tenni. Ezzel pedig a flow akkumulátorokban használt molekulák teljesen új osztályát teremtette meg a harvardi kutatócsapat.

Az így létrejött PH-semleges folyadék a már fent említett módon csökkenti a költségeket: nem igényli drága, korróziónak ellenálló anyagok használatát például az akkumulátor pozitív és negatív oldalát elválasztó ion-szelekítv membránok esetében. Egyébként pont ez az összetevő bizonyult hibásnak a Samsung Galaxy Note 7-eseknél, okozott tüzeket és dollármilliárdos kárt a dél-koreaiaknak.

bitport.hu


Kapcsolódó információk

2021.12.05

Olyan hatékony akkumulátort gyártottak, hogy megoldódhat az energetika legnagyobb problémája

Az amerikai Massachusetts államban működő Form Energy technológiai startup cég szerint ez segíthet az éghajlatváltozás elleni küzdelemben azáltal, hogy csökkenti […]

további részletek
2021.05.05

Akkumulátor-újrahasznosító üzemet építhet a Daimler

Első lépésként egy kutatóintézetet állítana fel a Daimler, ezt követően épülhetne fel az a lokáció, ahol konkrétan az akkumulátorok újrahasznosítása […]

további részletek
2023.03.15

Mi az akkumlátorfejlesztés jövője? Megkérdeztük a ChatGPT-t 1rész.

Az akkumulátorfejlesztés az energiatárolás és az elektromos járművek elterjedése miatt fontos szerepet játszik a jövőbeni energiaellátásban és közlekedésben. Az alábbiakban […]

további részletek
2013.02.15

Meglepően sokáig fogja bírni telefonja akkuja

Bármilyen eszesek legyenek is az okostelefonok, tudásuknak sajnos ára van: viszonylag hamar lemerül az akkumulátoruk. Egy ügyes alkalmazás segítségével azonban […]

további részletek