Ajándékozz éves hvg360 előfizetést!
A cink-bróm akkumulátorok biztonságosabbak, költséghatékonyabbak és egyszerűbb a kialakításuk, mint a lítiumion-egységeké. Van azonban egy nagy hibájuk, amit úgy tűnik, most sikerült kiküszöbölni.
A zöldenergiára való átállás egyik legfontosabb sarokköve, hogy biztonságos és hosszú távon is hatékony akkumulátorokat fejlesszenek a mérnökök. A lítiumion-egységekre ez jelenleg nem jellemző: egyfelől egy idő után veszítenek kapacitásukból, másfelől a bennük lévő elektrolit miatt meglehetősen gyúlékonyak. A problémára a megoldást a cink-bróm akkumulátorok jelentik, ezek fejlesztése terén pedig most egy komoly lépést sikerült megtenni.
Az úgynevezett áramlásmentes cink-bróm akkumulátoroknak (flowless zinc-bromine batteries, FLZBB) számos előnyük van a lítiumion társaikkal szemben: biztonságosabbak, költséghatékonyabbak és egyszerűbb a kialakításuk: van bennük egy pozitív és egy negatív elektróda, egy elválasztó közeg, valamint gélszerű elektrolit.
Ezzel azonban van egy probléma: működés közben a pozitív elektródán keletkező brómionok a negatív elektródára vándorolhatnak, önkisülést okozva és rontva az akkumulátor teljesítményt. Erre találtak most egy megoldást a dél-koreai Kvangdzsu Tudományos és Technológiai Intézet tudósai. A szakemberek egy olyan elektródát fejlesztettek ki, ami minden eddiginél hatékonyabban akadályozza meg az önkisülést – összegez az Interesting Engineering.
Egész pontosan egy mezopórusos szénbevonatú grafit filc elektródáról (NMC/GF) van szó, amihez nitrogént adtak a szakemberek. Az előállítása nem volt különösebben bonyolult: a grafit filc elektródát prekurzor anyagokkal (speciális vegyületekkel) vonták be, majd szárították és kikeményítették. A működésének titka a mezopórusokban (vagyis apró lyukakban) rejlik.
Ezek a lyukak a nitrogénnel együtt apró ketrecekként viselkednek, amelyek képesek befogni a brómionokat a pozitív elektródán belül. Mindez megakadályozza, hogy a negatív elektródára vándoroljanak át. Az erről szóló tanulmány a Chemical Engineering Journalban jelent meg.
A kutatók szerint az akkumulátor 10 ezer feltöltési és lemerítési ciklust bírt ki, ami a hosszú távú stabilitás bizonyítéka. Az pedig, hogy az elektróda grafit, jelentősen csökkenti az akkumulátor költségeit. Mindez felgyorsíthatja a jövőben az FLZBB-k fejlesztését, ami olcsóbb és hatékonyabb energiatároláshoz vezethet. A nagyobb biztonságról már nem is beszélve.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
