A megújuló energiaforrások kihasználása az egyik nagy lehetősége az emberiségnek arra, hogy hosszú távon gondolkodhassunk ezen a bolygón. A nap, a szél és egyéb zöld energiák befogása, hasznosítása területén már most is remek eredményeket mutatnak fel a kutatók, de továbbra is komoly gondot okoz az energia tárolása.

Olcsó, biztonságos és fenntartható

Ezért van nagy jelentősége a USC (University of Southern California) kutatói által kifejlesztett új akkumulátor típusnak, ami a hagyományos, lithium-ion alapú cellákhoz képest ötször annyi ideig, nehézfémek felhasználása nélkül képesek az energia tárolására. A Sri Narayan vezetésével elkészült prototípus tehát nem a mobilok akku problémáját oldja meg (reméljük csak egyelőre), hanem a nap, illetve a szél energiájának tárolását akkor, amikor ezek a források éppen nem érhetők el (éjszaka, szélcsend).

A megújuló energia felhasználásának új lökést adó találmány alapjait egy organikus redox-flow akku képezi. A redox-flow akkumulátorok folyékony elektrolitben tárolják az elektromos energiát, a töltésük, illetve kisülésük pedig úgynevezett reakciós kamrákban zajlik, amelyeken belül vékony membránok választják el egymástól a folyadékokat. Amikor az elektrolitot átpumpálják egyik kamrából a másikba, a membrán közvetítésével elektromos áram termelődik.

A képen egy víz alapú, redox-flow akku található, ami alapjaiban változtathatja meg az energia ipart (Fotó: Gus Ruelas)

Ehhez a már létező technológiához képest a USC csapata azt hozta be újdonságként, hogy az ő megoldásuk nélkülözi az eddig elengedhetetlen nehézfémek és egyéb toxikus anyagok használatát. E helyett Narayan kutatócsoportja szerves, vízben oldódó anyagot (kinon) használ, aminek következtében egyrészt ez az akkumulátor típus sokkal biztonságosabb a korábbi megoldásoknál, másrészt lényegesen kevesebbe, az eddigi költségek egy tizedébe kerül az előállításuk.

Sokkal tovább bírják

Az eddig használt akkumulátor cellákhoz képest a USC verziója kapacitás és megbízhatóság szempontjából is sokkal többet nyújt, arról nem is beszélve, hogy egy ilyen akkumulátor az erőművekbe telepítve, 15 éven keresztül, akár 5000 újratöltésre készen képes kiszolgálnia az elektromos hálózatot. Narayan által a Journal of the Electrochemical Society szaklapban publikált eredmények szerint a lithium-ion akkuk ehhez képest 1000 töltési ciklust bírnak csak, a legyártásuk  pedig tízszerese a redox-flox akkumulátoroknak.

Az új akku egyelőre a képen látható prototípus formájában létezik, az projekt elsődleges problémája pedig jelenleg az, hogy az eddig használt szénhidrogén helyett szén-dioxidból nyerjék ki a szükséges kinont. A USC már egy sor szabadalmat bejegyeztetett a találmánnyal összefüggésben, most pedig azon dolgoznak, hogy egy, a mostaninál nagyobb kapacitású modellt is létre tudjanak hozni.