Met behulp van een glaselektrolyt en een elektrochemische cel zouden onderzoekers in Portugal en de VS een batterij (elektrochemische cel) hebben ontwikkeld die zichzelf oplaadt. De batterij zou zowel een negatieve capaciteit als negatieve weerstand hebben. Bij die zelfoplading gaat geen energie verloren, stellen de onderzoekers. De batterij lijkt daarmee bij uitstek geschikt voor de langdurige opslag van stroom, maar is natuurlijk niet voor een gat te vangen (zou je zeggen).
De batterijen zouden gebruikt kunnen worden voor ultralaagfrekwente communicatie, voor knipperlichten en elektronische piepers, krachtstroomschakelaars, digitale omvormers en op den duur waarschijnlijk ook voor de nieuwe lichting rekentuigen, stelt het persbericht, waarbij ik me afvraag wat de rode lijn in die producten is en andere energievragers worden uitgesloten of althans niet vermeld. Die onderzoekers zijn Helena Braga van de universiteit van Porto en haar medewerkers in samenwerking met collega’s van de universiteit van Texas.

De batterij is uiterst eenvoudig: twee elektroden van verschillende materialen met daartussen een vaste (glas)elektrolyt waarin of lithium of natrium voor de geleiding zorgt. Braga: “De glaselektrolyt die wij ontwikkelden zat vol lithium. We bedachten dat die geschikt zou zijn om een batterij mee te maken om de elektroden van elektronen en lithiumionen te voorzien, waaraan geen lithiummetaal te pas komt.”

Dit onderzoek zou belangwekkend zijn omdat het de theorie verenigt achter vastestofcomponenten zoals batterijen, condensatoren, zonnecellen en transistoren, waarbij verschillende materialen bijeen in elektrisch contact de eigenschappen van het gezamenlijke materiaal vertonen en niet van de afzonderlijke stoffen. Braga: “Als een daarvan een isolator of een diëlektricum zoals een elektrolyt is, dan verandert dat plaatselijk zijn samenstelling om condensatoren te vormen die energie kunnen opslaan en de Ferminiveaus afstemmen binnen het systeem.”
In een batterij is het openpotentiaalverschil tussen de elektroden afhankelijk van de geneigdheid de Fermineveaus af te stemmen, legt de onderzoekster (min of meer, wat mij betreft) uit. Die niveaus zijn een maatstaf voor de hoeveelheid het zwakst gebonden elektronen in een vaste stof. De chemische reacties aan de elektroden worden gevoed door de energie die is opgeslagen is in die (lokale) condensatoren. Braga noemt de dingen dan ook liever elektrochemische cellen in plaats van batterijen. “Ze zijn zelfgeorganiseerd wat het wezen van het leven is”, zegt ze filosofisch.

Leven

Die zelforganisatie (kringloop) kan onderbroken of veranderd worden door er voor te zorgen dat er geen sprong ontstaat in de Fermi-niveaus (dus hoeveelheid loszittende elektronen) of door een negatieve weerstand te gebruiken. Dat laatste kun je verwezenlijken door een negatieve pool te hebben van hetzelfde materiaal als de geleidende ionen in de elektrolyt.
Braga: “Daarmee krijg je een systeem dat zichzelf oplaadt zonder zelfcyclus, waardoor de opgeslagen energie kan toenemen anders dan de natuurlijke achteruitgang van het elektrochemische proces waardoor de opgeslagen energie verdwijnt door het weglekken van warmte. Dat is belangrijk voor alle energieopslagtoepassingen zoals batterijen en condensatoren en verbetert ook de energieonafhankelijkheid.” Als U begrijpt wat zij bedoelt.

Bron: EurekAlert