Ný hugmynd gæti gert umhverfisvænni rafhlöður mögulegar

Ný hugmynd fyrir rafhlöðu úr áli hefur tvöfalt meiri orkuþéttleika en fyrri útgáfur, er gerð úr miklu efni og gæti leitt til minni framleiðslukostnaðar og umhverfisáhrifa. Hugmyndin hefur möguleika á notkun í stórum stíl, þar á meðal geymslu á sólar- og vindorku. Vísindamenn frá Chalmers Tækniháskólanum í Svíþjóð og National Institute of Chemistry, Slóveníu, standa á bak við hugmyndina.

Notkun ál rafhlöðutækni gæti boðið upp á nokkra kosti, þar á meðal háan fræðilegan orkuþéttleika og sú staðreynd að það er þegar til staðar rótgróinn iðnaður fyrir framleiðslu og endurvinnslu þess. Í samanburði við litíumjónarafhlöður' í dag,' ný hugmynd gæti leitt til verulega lægri framleiðslukostnaðar.

& quot;Efniskostnaður og umhverfisáhrif sem við sjáum fyrir okkur frá nýju hugmyndinni okkar eru mun lægri en það sem við sjáum í dag, sem gerir það mögulegt fyrir stórfellda notkun, eins og sólarsellugarða, eða geymslu vindorku, til dæmis," segir Patrik Johansson, prófessor við eðlisfræðideild Chalmers.

& quot;Auk þess hefur nýja rafhlöðuhugmyndin okkar tvöfalt meiri orkuþéttleika samanborið við álrafhlöðurnar sem eru'nýjasta' í dag."

Fyrri hönnun á rafhlöðum úr áli hefur notað álið sem rafskaut (neikvæð rafskautið) - og grafít sem bakskaut (jákvæða rafskautið). En grafít gefur of lágt orkuinnihald til að búa til rafhlöðufrumur með nægilega afköstum til að vera gagnlegar.

En í nýju hugmyndinni, kynnt af Patrik Johansson og Chalmers, ásamt rannsóknarhópi í Ljubljana undir forystu Robert Dominko, hefur grafítinu verið skipt út fyrir lífrænt, nanóuppbyggt bakskaut, gert úr kolefnisbundinni sameindinni anthraquinone.

Anthraquinone bakskautið hefur verið mikið þróað af Jan Bitenc, áður gestarannsakanda hjá Chalmers úr hópnum við National Institute of Chemistry í Slóveníu.

Kosturinn við þessa lífrænu sameind í bakskautsefninu er að hún gerir kleift að geyma jákvæða hleðslubera frá raflausninni, lausninni þar sem jónir fara á milli rafskautanna, sem gera mögulega meiri orkuþéttleika í rafhlöðunni.

& quot;Þar sem nýja bakskautsefnið gerir það mögulegt að nota hentugra hleðslubera, geta rafhlöðurnar nýtt betur möguleika áls'. Nú höldum við vinnunni áfram með því að leita að enn betri raflausn. Núverandi útgáfa inniheldur klór -- við viljum losna við það," segir Niklas Lindahl, rannsakandi Chalmers, sem rannsakar innri aðferðir sem stjórna orkugeymslu.

Enn sem komið er eru engar álrafhlöður til í sölu og jafnvel í rannsóknarheiminum eru þær tiltölulega nýjar. Spurningin er hvort ál rafhlöður gætu á endanum komið í staðinn fyrir litíumjónarafhlöður.

& quot;Auðvitað vonum við að þeir geti það. En umfram allt geta þær verið viðbót og tryggt að litíumjónarafhlöður séu aðeins notaðar þar sem brýna nauðsyn krefur. Enn sem komið er eru ál rafhlöður aðeins helmingi orkuþéttari en litíumjónarafhlöður, en langtímamarkmið okkar er að ná sama orkuþéttleika. Það er enn verk að vinna með raflausnina og að þróa betri hleðslukerfi, en ál er í grundvallaratriðum mun betri hleðsluberi en litíum, þar sem það er fjölgilt -- sem þýðir að hver jón'greiðir upp' fyrir nokkrar rafeindir. Ennfremur hafa rafhlöðurnar möguleika á að vera umtalsvert minna umhverfisskaðlegar," segir Patrik Johansson.