Környezetbarát vizes akkumulátor évszázadokig is kitarthat

A hagyományos akkumulátorok nagymértékben támaszkodnak a durva, korrozív savakra és lúgokra, amelyek lebontják a belső alkatrészeket, és súlyos környezetszennyezési kockázatot jelentenek az ártalmatlanításkor. Ennek megoldására a Hongkongi Városi Egyetem és a Déli Tudományos és Technológiai Egyetem kutatói egy jóindulatú, vizes akkumulátor alternatívát fejlesztettek ki.

Az újszerű konstrukció a mérgező folyadékokat semleges magnézium- és kalciumsókból álló elektrolittal helyettesíti - ezek az ásványi anyagok általában a tofu sós lében használatosak. Ez az oldat 7,0-s semleges pH-n tartva hatékonyan kiküszöböli a belső korróziót. A negatív elektródhoz a tudósok hexaketon-tetraaminodibenzo-p-dioxint, egy kovalens szerves polimert szintetizáltak. Ez a műanyagszerű szerkezet elektrondonáló kémiai kötésekkel rendelkezik, amelyek nagy vezetőképességet és gyors kinetikát biztosítanak a kétértékű ionok tárolásához. A rendszert egy poroszkék analógból kialakított pozitív elektród egészíti ki.

A tesztek kimutatták, hogy a teljes cella 2,2 voltos feszültségintervallumot és 48,3 wattóra/kilogramm fajlagos energiát szolgáltat az elektródák és az elektrolit teljes tömege alapján. Ami a legfontosabb, hogy az akkumulátor 120 000 töltési cikluson keresztül megőrzi stabilitását 20 amper/gramm fajlagos áram mellett. A napi töltési rutinra lefordítva az egység elméletileg több mint 300 évig működhet, ami jelentősen felülmúlja a szabványos akkumulátorokat, amelyek néhány ezer ciklus után leépülnek.

A rendszer 112,8 milliamperóra/gramm fajlagos kapacitást ér el. Mivel a belső anyagok környezetvédelmi szempontból nem mérgezőek, az akkumulátor közvetlenül kidobható a szigorú nemzetközi biztonsági kereteknek megfelelően, beleértve az Egyesült Államok erőforrás-megőrzési és -visszanyerési törvényét és az ISO 14001 szabványt. Az új akkumulátor kereskedelmi forgalomba hozatalához azonban a fejlesztőknek le kell küzdeniük a szerves polimer gyártási folyamatának méretnövelésével és a teljes energiakapacitás növelésével kapcsolatos fennmaradó kihívásokat szűk helyeken belül.