Een schepje suiker doet wonderen (afb: PNNL)
Met een schepje suiker (β-cyclodextrine) blijkt capaciteit en levensduur van de vloei(stof)batterij een aanzienlijke impuls te krijgen. Die type batterijen zouden dienst kunnen doen om de stabiliteit van stroomvoorziening door zonne- en windenergie te waarborgen en bovendien zouden die niet afhankelijk (hoeven) zijn van eindige en soms schaarse grondstofvoorraden. Dan mag je pas over groen praten. Nu de praktijk nog.
De ‘suikerbatterij’ zou zijn opslagcapaciteit in vele ontladen/opladencycli meer dan een jaar op peil kunnen houden. Dat klinkt mij(=as) niet bijster geweldig in de oren (maar ik ben ook dan een leek op alle terrein), maar het zou meer zijn dan welk vloeibatterijontwerp eerder heeft gepresteerd. Het piekvermogen zou met dit ontwerp met 60% zijn verhoogd.
β-cyclodextrine schijnt als katalysator te werken voor het opslaan en afgeven van elektriciteit. Die suikerkatalysator doet zijn werk in opgeloste vorm. “Dit is een spiksplinternieuw ontwerp van een vloeistofbatterij”, zegt Wei Wang van de energieafdeling van het Amerikaanse instituut PNNL, een veteraan in dit onderzoeksveld. “We hebben aangetoond dat je een heel andere katalysator kunt gebruiken om de energieomzetting te versnellen en aangezien die opgelost is heb je ook geen problemen zoals vervuiling bij vaste katalysatoren.”
Zoals de naam al suggereert bestaan vloei(stof)batterijen uit twee kamers met twee verschillende vloeistoffen, gescheiden door een membraan. De batterijen laden zich op door een elektrochemische reactie waardoor de elektrische energie in een chemische verbinding terechtkomt. Als je de polen van de batterij dan weer aansluit op een stroomkring/netwerk, dan komt die elektrische energie weer vrij (in de vorm van een elektronenstroom).
Anders dan vastestofbatterijen hebben vloei(stof)batterijen twee afzonderlijke voorraadtanks en worden de vloeistoffen voortdurend rondgepompt. Hoe groter de voorraadtanks hoe groter de opslagcapaciteit van de batterij. Bij batterijen voor de opslag van (tijdelijk) overbodige energie (zon en wind doen hun ‘werk’ niet per se naar behoefte en is dus tussenopslag onontkoombaar) moet je aan grote systemen denken in de orde van een flatgebouw. Die vloeistofbatterijen zouden in een duurzaam energienet een belangrijke rol spelen.
Grondstoffen
Er zijn vele ontwerpen voor vloeistofbatterijen. Vaak zijn die afhankelijke van altijd eindige en soms zelfs schaarse grondstoffen zoals vanadium. Er zijn onderzoeksgroepen die zich vooral richten op het vinden van ‘normalere’ en eenvoudiger te synthetiseren materialen die zowel stabiel als niet-giftig zijn.
“We kunnen niet eindeloos nieuwe grondstoffen winnen”, zegt Imre Guyk van het Amerikaanse ministerie van energie. “We moeten een duurzame techniek ontwikkelen met stoffen die we in grote hoeveelheden kunnen produceren.”
“We zoeken een eenvoudige manier om meer fluorenol (een alcohol van fluoreen) in onze waterelektrolyt”, zegt medeonderzoeker Ruozhu Feng. “β-cyclodextrine helpt enigszins daarbij, maar het opmerkelijke was de verrassende katalyserende werking.”
De onderzoekers zijn nog niet tevreden, want ze kijken ook naar andere kandidaten dan β-cyclodextrine maar die een simpeler structuurformule hebben. Die opmerkelijke kat, β-cyclodextrine dus, maakt ook het water dikker en dat is een pompsysteem natuurlijk niet echt een voordeel.
Bron: Science Daily