kalsium antaa nestemäisille akuille yllättävän sysäyksen

MIT:n professori Donald Sadowayn kehittämät nesteakut ovat jännittävä uusi akkuteknologia, jonka avulla akut voivat säilyttää suuria määriä energiaa jopa 12 tuntia ja purkaa sitä hitaasti ajan myötä, mikä tekee siitä houkuttelevan varastointivaihtoehdon uusiutuvan energian järjestelmille. Nyt Sadoway ja hänen tiiminsä ovat kehittäneet uuden nesteakkumatriisin, joka lupaa tehdä akusta entistä tehokkaamman ja edullisemman käyttäjille. Sadowayn kehittämät ja Ambrin kaupallistamat nestevoimakennot ovat ainutlaatuisia, koska kaikki komponentit ovat nestemäisessä tilassa käytön aikana. Alun perin akuissa käytettiin magnesiumia negatiivisena elektrodina ja antimonia positiivisena elektrodina sekä edullista sulaa suolaelektrolyyttiä. Uusi akkuteknologia käyttää kalsiumia, joka on tietysti melko runsas ja edullinen kemikaali, sekä elektrodeissa että akun sisällä olevassa sulassa suolassa. Kalsium oli monimutkainen kemikaali käsitellä, koska se liukenee nopeasti suolaan, mikä teki sen käytöstä haastavaa nesteakussa, joka vaatii kolme erillistä nestekerrosta, jotka pysyvät erillisinä mutta toimivat silti yhdessä akkuna. Kalsiumilla on myös korkea sulamispiste, joka teoreettisesti vaati akun toimimaan 900 celsiusasteessa. ”Se oli vaikein kemia”, sanoi Sadonway, joka on John F. Elliottin materiaalikemian professori MIT:ssä. Aiheeseen liittyvää: Tämä 9 000 mAh:n kannettava akkupankki voi latautua vain 18 minuutissa. Lämpenemisongelman ratkaisemiseksi tiimi sekoitti magnesiumia kalsiumiin nestemäisiä elektrodeja luodessaan. Magnesiumilla on paljon alhaisempi sulamispiste, minkä ansiosta akku voi toimia huomattavasti alhaisemmissa lämpötiloissa. Tiimi kehitti myös uuden koostumuksen akun sisäiselle elektrolyyttikerrokselle, joka tarjoaa matriisin ionien siirrolle elektrodien välillä. Uusi suolapohjainen koostumus käyttää litiumkloridia ja kalsiumkloridia, ja tämä mahdollistaa ioninvaihdon huomattavasti nopeammin kuin aiemmin kehitetty nestemäinen akkuteknologia. Uudella litiumelektrolyytillä on toinen, odottamaton sivuhyöty – käyttölämpötilan alentamisen ja akun tehon lisäämisen lisäksi se auttaa myös ylläpitämään virtakennon kolmikerroksista luonnetta estämällä kalsium-magnesiumelektrodien liukenemisen suolaan. Ja ehkä tämän uuden nestemäisen akun suurin etu on teknologian tarjontapuolella. Sekä kalsium että magnesium louhitaan yhdessä, ja niiden erottaminen on kallista. Koska nämä uudet akut käyttävät kalsiumia ja magnesiumia yhdessä, akkujen valmistus on paljon edullisempaa. Sadoway ja hänen tiiminsä huomauttavat, että tämä uusi koostumus on lähtökohta uudelle akkuteknologian alalle. Tiimi toivoo, että tämä työ inspiroi muita tiedemiehiä tutkimaan muita kemiallisia yhdistelmiä, jotka johtavat sähköä tehokkaasti ja ovat entistä edullisempia tuottaa. "Oppitunti tässä on tutkia erilaisia ​​kemioita ja olla valmis muuttuviin markkinaolosuhteisiin", Sadoway sanoo.Katso myös: Raimond de Hullun visio Oas1:n vihreistä rakennuksista