Rewolucja w akumulatorach. Metale ziem rzadkich może zastąpić cukier
Rosnąca liczba samochodów elektrycznych powoduje, że wzrasta zapotrzebowanie na surowce potrzebne do produkcji akumulatorów. Niestety te często występują w niewielu miejscach i bardzo ograniczonych ilościach. W związku z tym naukowcy poszukują rozwiązań, które pozwolą na produkcję akumulatorów z bardziej powszechnych materiałów. Jak się okazuje, przydatny może tutaj okazać się nawet cukier.
Spis treści:
Większe zainteresowanie elektrykami przekłada się na problemy z dostępnością surowców
Rozwój rynku samochodów elektrycznych, a co za tym idzie również większe zapotrzebowanie na akumulatory sprawia, że zwiększa się popyt na surowce potrzebne do produkcji układów napędowych dla tego typu aut. Te zaś, oprócz tego, że występują w bardzo ograniczonych ilościach, są dostępne w niewielu miejscach na świecie.
W efekcie większa część rynku takiego materiału jest kontrolowana przez jeden kilka krajów. Przykładem mogą być tutaj Chiny, w których wytwarzane jest aż 60 proc. litu. Z tego też względu naukowcy poszukują rozwiązań, które sprawią, że do produkcji akumulatorów będzie można użyć bardziej powszechnych materiałów. Jak podaje serwis energetyka24.com, amerykańscy naukowcy twierdzą, że dobrze sprawdza się tutaj... cukier.
Czym jest akumulator przepływowy?
Najpierw jednak powinniśmy wyjaśnić, czym jest zastosowany w eksperymencie akumulator przepływowy. W jego skład wchodzą dwie komory. Każda wypełniona jest roztworem chemicznym, który pompowany jest do jednego reaktora. Ten z kolei posiada komorę przedzieloną półprzepuszczalną membraną. Pozwala ona na wymianę jonów miedzy substancjami. W efekcie energia chemiczna zamieniana jest w energię elektryczną.
Amerykańscy naukowcy za pomocą cukru podnieśli moc szczytową
Taki właśnie akumulator został wykorzystany przez zespół badawczy Pacific Northwest National Laboratory podlegający amerykańskiemu Departamentowi Energii. Do elektrolitu dodano β-cyklodekstrynę (pochodna skrobi, stosowana w żywności i farmakologii). Początkowo problemem w eksperymencie okazała się ilość cukru. Kiedy dodawano go za dużo elektrolit stawał się zbyt gęsty (podobnie, jak w przypadku, gdy zbyt obficie posłodzimy herbatę). Za mało cukru sprawiało natomiast, że wydajność akumulatora spadała. Ostatecznie naukowcom udało się zoptymalizować stosunek "składników", a to sprawiło, że moc szczytowa akumulatora wzrosła o 60 proc. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie naukowym "Joule".
"To zupełnie nowe podejście w opracowywaniu elektrolitu do akumulatorów przepływowych" - stwierdził Wei Wang, jeden z autorów badania. "Pokazaliśmy, że można zastosować zupełnie inny rodzaj katalizatora" - dodał.
