Aurinko- ja tuulivoimalat tuottavat sähköä ilman päästöjä, mutta niiltä puuttuu käytännöllinen varastointiratkaisu suuren mittakaavan säätövoimaksi. Georgia Techin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudentyyppisen virtausakun, joka on lupaava ratkaisu ongelman korjaajaksi.
Virtausakussa elektrolyytit virtaavat sähkökemiallisten kennojen läpi. Nykyisissä ratkaisuissa virtausakut maksavat yli 200 dollaria kilowattituntia kohden ja ovat liian kalliita käytännön sovelluksiin. Georgia Techin professori Nian Liun johdolla on kehitetty kompaktimpi akku, joka pienentää kennon kokoa 75 % ja vähentää vastaavasti koko virtausakun kokoa ja hintaa.
Virtausakut ovat saaneet nimensä virtauskennosta, jossa elektroninvaihto tapahtuu. Niiden perinteinen rakenne eli tasokenno vaatii tilaa vieviä virtauksen jakajia ja tiivisteitä, mikä lisää kokoa ja kustannuksia, mutta samalla heikentää yleistä suorituskykyä. Itse kenno on myös kallis.
Nian Liun tiimi siirtyi kemiallisessa erottelussa yleisesti käytettyyn konfiguraatioon eli niputettuun mikroputkikalvoon, joka on valmistettu kuidunmuotoisesta suodatinkalvosta. Rakenne säästää tilaa ja pienentää painetta, joka kohdistuu kalvoon ionien kulkiessa sen läpi.
Tätä konseptia soveltaen tutkijat kehittivät SMBT-rakenteen (sub-millimeter, bundled microtubular), joka pienentää kalvojen välisen etäisyyden noin sadasosaan. Mikroputkimainen kalvo toimii samalla elektrolyytin jakajana ilman suuria tukimateriaaleja. Niputetut mikroputket luovat lyhyemmän etäisyyden elektrodien ja kalvojen välille, mikä lisää tehotiheyttä.
Uuden akkurakenteen testaamiseen tutkijat käyttivät neljää erilaista kemiaa: vanadiinia, sinkkibromidia, kinoni-bromidia ja sinkkijodidia. Näistä vnadiini on tekniikkana kypsin, mutta sitä on saatavilla vähän ja sen pelkistetty muoto on epävakaa ilmassa. Sinkkijodidi osoittautui energiatiheimmäksi vaihtoehdoksi, mikä teki siitä tehokkaimman ratkaisun. Sinkkijodidi tarjosi monia etuja jopa litiumiin verrattuna: Sillä on vähemmän toimitusketjuongelmia, ja se voidaan myös muuttaa sinkkioksidiksi ja liuottaa happoon, mikä helpottaa kierrätystä.
Sinkkijodidikemian avulla akku voi toimia yli 220 tuntia tai yli 2500 lataus-purkaussykliä. Se voisi myös mahdollisesti alentaa kustannuksia 800 dollarista alle 200 dollariin kilowattitunnilta käyttämällä kierrätettyä elektrolyyttiä.
