Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratóriumában egy olcsó, hosszú életű akkumulátort fejlesztettek ki, ami a nap- és a szélenergiát az elektromos hálózatok egyik legnagyobb ellátójává teheti.

"A nap- és szélenergia hatékony felhasználásához egy gazdaságos anyagokból készült akkumulátorra van szükség, ami könnyen méretezhető" - mondta Yi Cui a laboratóriumnak otthont adó Stanford Egyetem anyagtudományi és mérnöki karának docense. "Meggyőződésünk, hogy az említett alternatív energiák természetes ingadozásainak szabályzására új akkunk lehet az eddig tervezettek közül a legjobb"

Jelenleg az elektromos hálózat nem képes tolerálni a napfény és a szél természetéből adódó nagy és hirtelen energiaingadozásokat, pedig a két energiaforrás együttesen 20 százalékkal járulhat hozzá energiaszükségleteink fedezéséhez, ehhez azonban olyan energiatároló rendszerekre van szükség, amik elsimítják a "szakaszos-energia" csúcsai és völgyei közötti egyenetlenségeket, tárolva a többletet, és kisüthetőek, amikor az energiabeérkezés visszaesik.


A szakaszos hálózati tárolás számára legígéretesebb akkumulátorok ma a "folyadék-akkuk", mivel tartályaik, pumpái és csövei viszonylag egyszerűen méretezhetők a szükséges kapacitás függvényében. A Cui csoportja által kifejlesztett folyadék-akku egy egyszerűbb, olcsóbb kivitel, ami életképes megoldást jelenthet a tömeggyártás számára.

A jelenlegi folyadék-akkumulátorok két különböző folyadékot pumpálnak egy reakciókamrán keresztül, ahol a feloldott molekulák energiatároló vagy felszabadító kémiai reakciókon mennek át. A kamra magába foglal egy membránt, ami csak a reakcióból kimaradó ionokat engedik át a folyadékok között, míg az aktív ionokat fizikailag is elkülönítik. Ennek az akkumulátornak két jelentős hátulütője van, a ritka anyagokat - például vanádiumot tartalmazó folyadékok magas költsége, valamint a membrán, ami ugyancsak rendkívül drága és folyamatos karbantartást igényel.


Az új Stanford/SLAC akku csak egy molekulaáramlást alkalmaz és egyáltalán nincs szükség hozzá membránra. Molekulái főként viszonylag olcsó elemekből, lítiumból és kénből tevődnek össze, melyek egy lítium fémdarabbal lépnek kölcsönhatásba, amit védőbevonattal láttak el, hogy az áthaladó elektronok ne károsítsák a fémet.

Kisütéskor a molekulák, a lítium-poliszulfidok lítium ionokat nyelnek el, töltéskor pedig kibocsátják azokat, vissza a folyadékba. Az egész molekulaáramlás egy szerves oldatban oldódik, aminél nem jelentkeznek a vízalapú folyadék-akkuk korróziós problémái. "A laboratóriumi tesztek során az új akkumulátor kiváló energiatárolási teljesítményt mutatott, több mint 2000 alkalommal töltöttük fel és sütöttük ki, ami több mint 5,5 év napi ciklusának felel meg" - mondta Cui.


Koncepciójuk demonstrálásához a kutatók megalkottak egy miniatűr rendszert egyszerű üvegedények alkalmazásával, melyhez lítium-poliszulfid oldatot adva azonnal elektromossághoz jutottak, ellátva egy LED-et energiával. A végcél egy sok megawatt-óra energia tárolására alkalmas akku előállítása, amihez fel kell nagyítani a technikát.