Argonne National Laboratoryn tiedemiehet on kehittäneet virtausakuille uuden kestävämmän akkumateriaalin. Ratkaisu kestää aiempaa paremmin käyttöä. Akku kärsi vain vähäisestä kapasiteetin menetyksestä 150 lataus- ja purkukerran jälkeen.
Virtausakku rakentuu huolellisesti kootuista molekyyleista. Ne on suunniteltu olemaan sähkökemiallisesti erityisen vakaita, jotta akku ei menettäisi energiaa ei-toivotuille reaktioille. Tämän tyyppisessä akussa, jota kutsutaan ei-vesipohjaisiksi redoksivirtaus tyypiksi, energia varastoidaan negatiivisesti ja positiivisesti varautuneisiin liuoksiin suurissa säiliöissä.
Säiliöihin energisoitujen liuosten molekyyliominaisuudella on tärkeä rooli siinä, kuinka paljon energiaa akku pystyy tuottamaan. Tämä tutkimus keskittyi ihanteellisen molekyylin suunnitteluun, joka liuotettiin positiivisesti varautuneeseen säiliöön.
”Haluamme molekyylien vakauden olevan korkealla tasolla, jotta akku ei heikkene ennenaikaisesti, mutta haluamme myös, että se pystyy pitämään paljon energiaa. Nämä kaksi seikkaa ovat ristiriidassa keskenään”, sanoo Argonne National Laboratory tutkija Jingjing Zhang.
Molekyylien palautuvuus eli sen kyky toistuvasti latautua ja purkautua on ominaisuus, joka mahdollistaa virtausparistojen toiminnan. Varauksen aikana, molekyylit varastoitu positiivisesti varautuneeseen tankkiin varsitavat elektronit hapetuksen kautta kutsutun prosessin läpi.
Ongelma syntyy, kun nämä nyt epästabiilit, positiivisesti varautuneet molekyylit alkavat reagoida ympäristönsä kanssa ja näin heikentäen varausta. Tämän projektin tutkijat pystyivät sulkemaan yleisen energiaa imevän sivureaktion, prosessin avulla, jota kutsutaan bisykliseksi substituutioksi, joka suojaa eniten reaktiivisia osia molekyylin atomisista rakenteista.
Argonne National Laboratory on yksi Yhdysvaltojen suurimmista energian tutkimuskeskuksista.
LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI) ja tutkijoiden tiedote (LINKKI) ja tiedeartikkeli Advanced Energy Materials -lehdessä (LINKKI)
Kuva: Robert Horn/Argonne National Laboratory
Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue tästä ilmaiseksi!
https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2017