Bateria w płynie może zastąpić benzynę i błyskawicznie ładować samochody elektryczne

Naukowcy z Purdue University w West Lafayette ogłosili, że wynaleźli ogniwo przepływowe, dzięki któremu błyskawicznie naładujemy samochody elektryczne. Zamiast podłączać je kablem do gniazdka i czekać, wlejemy do nich świeży elektrolit, równocześnie pozbywając się starego. Nowa technologia ma być tania, bezpieczna i przyjazna środowisku.

Prof. John Cushman pomysłodawca skomercjalizowania wynalezionego przez jego zespół ogniwa przepływowego. (zdjęcie: Purdue University)

Kluczem do sukcesu ma być ogniwo przepływowe. Jest to rodzaj akumulatora, w którym zamiast stałych elektrod i elektrolitu wykorzystuje się jako elektrody dwa elektrolity krążące w odseparowanych od siebie obiegach. W pewnym sensie to połączenie ogniwa paliwowego i baterii – gdzie płynne źródła energii wykorzystywane są do wytwarzania napięcia i mogą być ładowane w tym samym systemie. Na tym filmie możecie zobaczycie jak działa takie ogniwo:

Ogniwo przepływowe można ładować powoli, podłączając do niego napięcie lub można zrobić to błyskawicznie „zlewając” zużyte elektrolity i zastąpić je świeżymi, naładowanymi już roztworami soli metali. I to właśnie ma być przyszłość do samochodów elektrycznych.

Dr Mike Mueterthies, trzeci ze współzałożycieli firmy Ifbattery, założonej w celu skomercjalizowania ich wynalazku powiedział, że „inne ogniwa przepływowe istnieją, ale my jako pierwsi usunęliśmy membranę [oddzielającą obydwa elektrolity], co redukuje koszty i wydłuża żywotność naszej baterii”. Poza tym „komponenty akumulatorów są na tyle bezpieczne, że można je przechowywać w domu. Są na tyle stabilne, że spełniają wysokie wymagania dotyczące produkcji i dystrybucji oraz są opłacalne w produkcji”.

Brzmi to wszystko interesująco, ale…

Wiem, że stoją za tym, było nie było, uniwersytet i naukowcy, ale poza deklaracjami nic więcej nie wiadomo. Z pewnością nie jest to pierwsze ogniwo przepływowe pozbawione membrany.

Takie ogniwo jako pierwsi pokazali naukowcy z MIT w 2013 roku. Zastosowano w nim też tani i dostępny brom oraz paliwo wodorowe. Fakt faktem, nie można o tym ogniwie powiedzieć, że jest bezpieczne, bo w wyniku reakcji chemicznych pomiędzy zastosowanymi składnikami powstaje silnie żrący kwas bromowodorowy. To zresztą z jego powodu nie ma w nim membrany (elektrolity nie łączą się dzięki wykorzystaniu zjawiska przepływu laminarnego), bo trudno znaleźć materiał, który by nie został przez niego po pewnym czasie przeżarty.

Czy wynalazek z Purdue University rzeczywiście będzie przełomem? Na odpowiedź musimy poczekać. Jak na razie John Cushman z Purdue University, przedstawił wyniki badań zatytułowane „Redox reactions in immiscible-fluids in porous media – membraneless battery applications” podczas międzynarodowej konferencji International Society for Porous Media w Rotterdamie. Z opisu prezentacji wynika, że w ogniwie, w którym uzyskano napięcie 1,7 V (0,33 A) wykorzystano dwie elektrody. Pierwszą wykonano z wanadu, drugą z porowatego cynku. Membrana została wyeliminowana poprzez wykorzystanie roztworu na bazie słonej wody, która jest cięższa od elektrolitu zrobionego na bazie NH4Cl (MeOH), co zapobiega mieszaniu się roztworów.

Quantino, samochód zasilany ogniwem przepływowym ma przejeżdżać na jednym tankowaniu ponad 1000 km. (zdjęcie: materiały prasowe nanoFlowcell)

By dochować dziennikarskiej rzetelności trzeba jeszcze napisać, że po europejskich drogach poruszają się prototypowe samochody firmy NanoFlowcell zasilane ogniwem przepływowym. Quantino to 4-osobowe auto, który ma 136 KM i do setki przyspiesza w 5 sekund. Jego dwa zbiorniki na elektrolity mogą zabrać łącznie 350 kg paliwa, przez co cały samochód waży 1420 kg. Quant FE ma 1075 KM i 2,8 sekundy do 100 km/h. Problem w tym, że zupełnie nie wiadomo jak dokładnie działa ten samochód…

Źródło