Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen natrium-ilma-polttokennon, joka voi varastoida yli kolme kertaa enemmän energiaa painoyksikköä kohden kuin nykyiset litiumioniakut. Tämä läpimurto voi mahdollistaa sähkökäyttöiset lyhyen matkan lennot, ja lisäksi tarjota kevyen ja ympäristöystävällisen energiaratkaisun myös junille, laivoille ja raskaalle liikenteelle.
Sähkölentämisen yleistymistä on tähän asti rajoittanut akkujen matala energiatiheys. Tällä hetkellä parhaat sähköautojen akut yltävät noin 300 wattituntiin per kilogramma, mutta sähkölentämiseen tarvitaan vähintään 1 000 Wh/kg. MIT:n uusi polttokenno ylittää tämän kynnyksen laboratoriotesteissä, mikä avaa mahdollisuuden alueellisiin sähköisiin lentoreitteihin.
Lyhyen matkan lennoilla tarkoitetaan lentoja, joiden kesto on tyypillisesti alle kaksi tuntia ja matka alle 1500 kilometriä. Tällaiset lennot muodostavat valtaosan kotimaan lentoliikenteestä ja jopa 30 prosenttia koko ilmailun päästöistä. Polttokennon keveys ja päästöttömyys voivat tarjota kestävän vaihtoehdon tälle liikenteen osa-alueelle.
Polttokennon polttoaineena toimii nestemäinen natriummetalli, jota saadaan helposti tavallisesta suolasta (natriumkloridista). Vastinpuolena toimii ilman happi. Reaktiotuotteena syntyy natriumoksidia, joka reagoi edelleen ilman kosteuden kanssa muodostaen natriumhydroksidia – yhdistettä, joka sitoo hiilidioksidia ilmasta ja muuttuu lopulta natriumbikarbonaatiksi, eli ruokasoodaksi.
Tämä tekee järjestelmästä hiilinegatiivisen: se ei pelkästään jätä päästöjä tuottamatta, vaan voi jopa vähentää ilmaston kannalta haitallisia kaasuja.
Toisin kuin akut, joissa energia on tiiviisti varastoituna, polttokenno käyttää ulkopuolista polttoainetta, jota voidaan tankata. Nestemäinen natrium on erittäin reaktiivista, mutta järjestelmässä se on suljetussa kasetissa, joka voidaan vaihtaa käytön jälkeen ja täyttää uudelleen.
Tutkijoiden mukaan teknologia on turvallisempi kuin litiumakut, koska siinä ei ole kahden aktiivisen aineen suoraa kosketuspintaa, joka voisi aiheuttaa hallitsemattoman reaktion.
Tutkimuksen taustalla ovat MIT:n tohtoriopiskelijat Karen Sugano, Sunil Mair ja Saahir Ganti-Agrawal sekä professori Yet-Ming Chiang, joka on aiemmin ollut mukana useissa energiateknologian kaupallistamisprojekteissa. Teknologian ympärille on jo perustettu startup-yritys Propel Aero, joka toimii MIT:n The Engine -hautomoalustalla.
Ensimmäinen sovellus tähtää tiiliä muistuttavaan polttokennoon, joka voi tuottaa tarpeeksi energiaa suurelle maatalousdroonille. Tavoitteena on saada prototyyppi käyttöön vuoden sisällä.
Kuva: Elysian
