Australialaisen RMIT-yliopiston tutkijoiden johdolla työskennellyt kansainvälinen ryhmä on kehittänyt kierrätettäviä ”vesiakkuja”, jotka eivät syty palamaan tai räjähdä. Tutkijat uskovat, että tekniikka voi lyhyellä aikavälillä korvata lyijyhappoakut ja pitkällä aikavälillä, 5–10 vuoden kuluttua, mahdollisesti litiumioniakut.
Litiumionienergian varastointi hallitsee markkinoita sen teknologisen kypsyyden vuoksi, mutta sen soveltuvuus suuren mittakaavan sähköverkon energiavarastointiin on rajallinen akkujen sisältämien epävakaisten materiaalien turvallisuusriskien vuoksi.
RMIT:n professori Tianyi Ma kertoi, että heidän vesiakkunsa ovat uuden akkuparadigman kehityksen terävimmässä kärjessä. - Mitä suunnittelemme ja valmistamme, kutsutaan vesimetalli-ioniakuiksi. Voimme kutsua niitä vesiakuiksi, sanoi Ma.
Tiimi käyttää vettä korvaamaan orgaaniset elektrolyytit – jotka mahdollistavat sähkövirran kulun positiivisen ja negatiivisen navan välillä – mikä tarkoittaa, että heidän akkunsa eivät voi syttyä tuleen tai räjähtää – toisin kuin heidän litiumioni-kollegansa.
- Elinkaarensa lopussa olevien akkujen hävittämiseen liittyviä haasteita, joita kuluttajat, teollisuus ja hallitukset kohtaavat globaalisti nykyisen energianvarastointiteknologian kanssa, meidän akkumme voidaan purkaa turvallisesti ja materiaalit voidaan uudelleenkäyttää tai kierrättää, sanoi Ma.
Vesiakkujen valmistusprosessien yksinkertaisuus auttaa tekemään massatuotannon mahdolliseksi. - Käytämme materiaaleja, kuten magnesiumia ja sinkkiä, jotka ovat yleisiä luonnossa, edullisia ja vähemmän myrkyllisiä kuin vaihtoehdot, joita käytetään muissa akkutyypeissä, mikä auttaa alentamaan valmistuskustannuksia ja vähentää riskejä ihmisten terveydelle ja ympäristölle."
Tiimi on tehnyt sarjan pienimuotoisia koekäyttöön tarkoitettuja akkuja lukuisia vertaisarvioituja tutkimuksia varten, joilla pyritään ratkaisemaan erilaisia teknologisia haasteita, mukaan lukien energian varastointikapasiteetin ja käyttöiän lisääminen.
Viimeisimmässä Advanced Materials -lehdessä julkaistussa työssään he ovat voittaneet merkittävän haasteen – häiritsevien dendriittien kasvun, jotka ovat piikkimäisiä metallimuodostelmia, jotka voivat johtaa oikosulkuihin ja muihin vakaviin vikoihin.
- Nyt akkumme kestävät huomattavasti pidempään. Niiden toiminta-aika on verrattavissa kaupallisesti saatavilla oleviin litiumioniakkuihin markkinoilla.
Tiimin vesiakku on kaventamassa kuilua litiumioni-teknologian ja energiatiheyden välillä, pyrkimyksenään käyttää mahdollisimman vähän tilaa yksikkötehoa kohden. - Äskettäin teimme magnesiumioni-vesiakun, jonka energiatiheys on 75 wattituntia kilogrammaa kohti, Ma kommentoi.
Tutkimus on julkaistu Small Structures -lehdessä. Man mukaan magnesium on todennäköisesti materiaali, jota tulevaisuuden vesiakuissa suositaan. - Magnesiumioni-vesiakut voivat lyhyellä aikavälillä – kuten yhdestä kolmeen vuoteen – korvata lyijyhappoakut ja pitkällä aikavälillä, 5–10 vuoden kuluttua, mahdollisesti litiumioniakut.
