De truc bij de ammoniabatterij is dat de elektrolyt (in feite ammoniak) met behulp van afvalwarmte wordt verplaatst van de ene elektrodekamer in de andere.
Onderzoekers van de universiteit van Pennsylvania (VS) hebben een batterij ontwikkeld die het ‘doet’ op afvalwarmte. De batterij, waarvan de belangrijkste ingrediënten koper en ammoniumzout zijn, heeft volgens de onderzoekers een vermogensdichtheid van 60 W/m2. Dat zou tien keer beter zijn dan de beste thermoelektrische batterijen (batterijen die warmte omzetten in elektriciteit).
Afvalwarmte is zonde. Die ben je kwijt. Het zou goed voor ons, het milieu en het klimaat zijn als we die warmte nuttig zouden kunnen gebruiken; als warmte, bijvoorbeeld, maar daar is niet altijd emplooi voor. Elektriciteit hebben wij energiehongerige aardbewoners altijd wel nodig. Bruce Logan denkt met de ammoniabatterij een aanzet tot een oplossing gegeven te hebben, waar anderen tot nu toe weinig succes hadden. Zijn basisingrediënten zijn ammonia en koper: koper voor de elektroden en ammonia (ammoniak opgelost in water) als elektrolyt of beter gezegd anolyt (elektrisch geleidende vloeistof rond de anode). “De batterij levert stroom totdat de reactie alle ammonium-ionen heeft opgebruikt (zie plaatje; as) bij de anode of de koperafgifte bij de kathode”, zegt medeonderzoeker Fang Zhang. “Dan stopt de reactie.”
Die batterij zou natuurlijk waardeloos zijn als de cyclus maar een keer was te doorlopen en dat is in dit geval ook niet zo. Met behulp van afvalwarmte destilleren ze het ammoniak van de anodekant naar de kathodekant, waardoor de batterij weer wordt opgeladen. De kamer met ammonia wordt nu de anodekamer en het koper uit de oplossing slaat weer neer op de elektrode in de andere kamer (nu de kathode). Door dit constante wisselen van de ammonium-ionen van de ene in de andere kamer, raken de koperlektrodes ook nooit ‘op’. Logan: “Dit is een efficiënte, goedkope en opschaalbare thermisch oplaadbare ammoniabatterij, waarbij stroom wordt geproduceerd bij het vormen van een koper/ammonia-complex.”
Zoals gesteld zijn er vaker pogingen gedaan om warmte om te zetten in elektriciteit. Volgens de onderzoekers kan de ammoniabatterij 29% van de chemische energie omzetten in elektriciteit en dat percentage zou nog kunnen worden opgevoerd. Hun ammoniabatterij, erkennen ze, is verre van geoptimaliseerd. Met hun batterij zouden ze nu al tien keer beter presteren dan met concurrerende thermo-elektrische systemen. Ik ben benieuwd.
Bron: Eurekalert