Νέα, φθηνή, επαναφορτιζόμενη μπαταρία με βάση το νερό

Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας (USC) εργάζεται για μια εναλλακτική λύση οργανικής μπαταρίας, με βάση το νερό, φθηνότερη, φιλική προς το περιβάλλον και με δυνατότητα χρήσης σε αιολικά και ηλιακά έργα.

Tweet

Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε από την ομάδα του USC, ονομάζεται οργανική μπαταρία ροής redux. Είναι περίπου σαν μια κυψέλη καυσίμου και μια παρόμοια αναπτύχθηκε για τα Helios, τα ηλεκτροκίνητα drones της NASA. Αποτελείται από δύο δεξαμενές που περιέχουν διαλύματα ηλεκτροδραστικών χημικών ουσιών. Αυτά διοχετεύονται σε ένα κύτταρο, το οποίο χωρίζεται από μία μεμβράνη. Τα διαλύματα αλληλεπιδρούν μέσω της μεμβράνης, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια.

Σύμφωνα με την ομάδα, οι δεξαμενές μπορεί να είναι οποιουδήποτε μεγέθους, σε σύγκριση με τα κύτταρα, έτσι ώστε το συνολικό ποσό της ενέργειας που μπορεί να αποθηκεύσει το σύστημα, εξαρτάται από το πόσο μεγάλες είναι, ξεπερνώντας με αυτό τον τρόπο τις συμβατικές μπαταρίες. Η μπαταρία ροής έχει επίσης καλύτερη διάρκεια ζωής από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου και τις παραλλαγές της.

«Οι μπαταρίες διαρκούν περίπου 5.000 κύκλους επαναφόρτισης, δίνοντάς τους μια κατ εκτίμηση 15-ετή διάρκεια ζωής», δήλωσε ο Sri Narayan, καθηγητής Χημείας στο Κολέγιο Dornsife Γραμμάτων, Τεχνών και Επιστημών του USC. «Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, υποβαθμίζονται μετά από περίπου 1.000 κύκλους, και κοστίζουν 10 φορές περισσότερο στην κατασκευή».

Το κλειδί της νέας μπαταρίας ροής είναι τα ηλεκτροενεργά υλικά που χρησιμοποιούνται. Αντί για μέταλλα ή άλλα τοξικά υλικά, η ομάδα του USC χρησιμοποίησε οργανικές ενώσεις. Με συνεχόμενες δοκιμές, οι ερευνητές μπόρεσαν να αναπτύξουν υλικά που βασίζονται σε οξειδωμένες οργανικές ενώσεις, που ονομάζονται κινόνες, οι οποίες βρίσκονται σε φυτά, μύκητες, βακτήρια, ακόμη και σε μερικά ζώα, και συμμετέχουν στη φωτοσύνθεση και την κυτταρική αναπνοή.

Η ομάδα βλέπει την τεχνολογία ως ταγό που θα οδηγήσει σε μεγάλες, «mega-κλίμακας» τράπεζες μπαταριών, οικονομικά αποδοτικές και φιλικές προς το περιβάλλον. Οι κινόνες που χρησιμοποιούνται στην μπαταρία ροής παράγονται σήμερα από φυσικούς υδρογονάθρακες, αλλά η ομάδα ελπίζει μια μέρα να τις αντλεί απευθείας από το διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο, ο άμεσος στόχος της ομάδας είναι να αναβαθμίσουν την τεχνολογία για να γίνει πιο πρακτική.