A The Engineer riportja szerint a szaúd-arábiai Abdullah Király Tudományos és Technológiai Egyetem (KAUST) kutatói ammóniumkationokat töltéshordozóként alkalmazó és újratölthető akkumulátorokat fejlesztenek.
Illusztráció a KAUST kutatói által fejlesztett fémmentes akkumulátorról - © 2022 KAUST; Heno Hwang
Az eszközök az energiatárolásra jelenleg leginkább alkalmazott fémionos energiatárolókat válthatnák fel a hordozható szórakoztatóelektronikai cikkekben vagy az elektromos járművekben. Mivel az ammóniumkationok egyszerűen szintetizálhatók és újrahasznosíthatók, csak jól járna vele a világ, ha idővel átvennék a fémvegyületek helyét. Ugyanakkor az ammóniumkationok felhasználása sem egyszerű: legnagyobb hátrányuk az alacsony működési potenciál és hogy könnyen oldódnak elektrolitokban, így komoly kihívást jelent a beépítésük a szükséges elektródákba. A kutatást vezető Husam Alshareef és Zhiming Zhao szerint a csapatuk mindezek ellenére kifejlesztett egy nagy hatékonyságú fémmentes akkumulátort. A megoldást az ammóniumkation tartalmú elektrolit és a szénalapú elektródák kombinálása jelentette, ráadásul a felhasznált grafitkatódról és a szerves félvezető anódról elmondható, hogy mindkettő olcsó, környezetbarát és megújuló anyag.
Az ammóniumkationokkal a kutatók a hexafluor-foszfát ionokat választották ki negatív töltéshordozónak, és kihasználták a grafit azon tulajdonságát, hogy képes befogadni az anionokat, amivel lényegében egy „kettős ionos” akkumulátort hoztak létre. Ebben a kationok és az anionok egyidejűleg beépülnek a megfelelő elektródákba a töltési ciklusok során, míg a kisülési szakaszban átkerülnek az elektrolitba.
A KAUST kutatói megállapították, hogy az általuk fejlesztett akkumulátor teljesítménye (2,75 voltos működési feszültség) felülmúlja a meglévő ammóniumion-alapú analógokét. „Ezzel már lehetséges egy olyan nagy energiájú, nem fémionos akkumulátor kifejlesztése, ami felveheti a versenyt a fémionos akkumulátorokkal” – mondta Zhao. Szeretnének olyan, nagyobb kapacitású anódanyagokat találni, amelyekkel jelentősen javítható az energiasűrűség.
Forrás: www.theengineer.co.uk
