A University of Maryland tudósai az USA Kutatási laboratóriumával karöltve magas koncentrációjú só és víz elegyét használták fel egy „zöld”, biztonságos akkumulátor elkészítésére, amely bármiben hasznosítható lehetne, kezdve a nagyméretű hálózati tártolóktól az űrhajókig és szív ritmus szabályozókig.
Sok mai akkumulátor úgy van tervezve, hogy az első feltöltésnél az energiát szállító elektrolitjük lebomlik a negatív pólus közelében és egy úgynevezett „szilárd-elektrolit interfázist” (SEI) képez, réteg mely elektromosan szigetelő, de ugyanakkor az ionokat átengedi.
Ez a SEI réteg lehetővé teszi, hogy az akkumulátor magas feszültségen működjön, és sokkal lassabban merüljön le magától. A kereskedelmi lítium-ion akkumulátorok rendelkeznek egy ilyen réteggel, ennek ellenére gyúlékony elektrolitot használva, az akkumulátor – igaz ritka esetekben – gyorsan túlmelegedhet. A biztonságosabb alternatívaként a víz alapú elektrolitokat használják a kereskedelmi alkalmazásoknál, mert eddig úgy vélték, hogy egy ilyen közegben nincs SEI képződés.
Az University of Maryland egy kutató csapatának most először sikerült létrehoznia egy SEI réteget vizes cellában, eredmény mely utat nyithat egy zöldebb, biztonságosabb akkumulátor előállításához.
A tudósok, gondosan választva ki a lítium sót, a só – víz akkumulátor ötletéből kiindulva egy vizes alapú elektrolitot hoztak létre, 6 az 1 arányban só – víz keveréket használva (innen ered a „víz a sóban” elnevezés). A magas, telitettségi szint közeli só koncentráció következtében létrejöhetett a SEI réteg, 1,23 V-ról közel 3 V-ra növelve ez által egy ilyen akkumulátornak a maximális feszültségét.
Az elkészített prototípust 2,4 V-on tesztelték, közel 100 Wh/kg energia sűrűségnél, egyenletes teljesítményt nyújtva több mint 1000 feltöltési / kisütési ciklus mellett. Ez igen figyelemre méltó, mivel eddig a vizes akkumulátorok csak a feszültség és az energia sűrűség árán voltak képesek a ciklus stabilitás elérésére.
További kutatásokra van szükség, de a nem gyúlékony elektrolitok használata valószínűleg csökkenti a gyártási költségeket és javítja az akkumulátor újrahasznosíthatóságát. A lehetséges alkalmazások kiterjednek az olcsóbb és biztonságosabb hálózati tárolásra illetve a zárt térben, mint repülőgépek fedélzetén, űrhajókon és tengeralattjárókon alkalmazott biztonságosabb energiaforrásokra.
Forrás: Renewable Energy, Dario Borghino December 6, 2015 University of Maryland