Protonen zijn de H+-deeltjes (afb: Strietzel et. al)
Met de overgang naar een duurzamere, elektrische samenleving met hernieuwbare energiebronnen wordt de inzet van energieopslag onontkoombaar. Daar wordt stevig aan gewerkt, maar de meeste accu- en batterijsystemen leunen stevig op metalen. Die metalen zijn ook niet oneindig in voorraad dus lijkt de ontwikkeling van een volledig organische batterij een duurzamer alternatief. Die schijnen ze in het Zweedse Uppsala ontwikkeld te hebben. De organische protonbatterij zou in enkele seconden op te laden zijn en na meer dan 500 ontlaad-/laadcycli nog niets van zijn energieinhoud verloren hebben.
De onderzoekers hebben aangetoond dat de batterij kan worden opgeladen met zonnecellen. Dat opladen zou ook geen extra elektronica vergen zoals bij de huidige lithiumbatterij. De batterij is ook niet erg temperatuurgevoelig. “Ik denk dat veel mensen merken dat de prestaties van standaardbatterijen achteruitgaan bij lage temperaturen”, zegt Christian Strietzel van de universiteit van Uppsala. “Wij hebben aangetoond dat de organische protonbatterij zijn eigenschappen behoudt tot zo’n -24°C.”
Veel batterijen die tegenwoordig gebruikt worden hebben hebben een grote invloed op het milieu. Dat komt voor een niet onbelangrijk deel door de winning van grondstoffen, zoals lithium. Strietzel: “Wij gingen er van uit een batterij te ontwikkelen van elementen die ruim in de natuur beschikbaar zijn en die kunnen worden gebruikt om organische batterijematerialen te maken.”
Chinonen
Als materiaal kozen de onderzoekers voor chinonen als het actieve materiaal. Een chinon is een benzeenring (een zesring) waaraan twee zuurstofatomen zitten. Chinonen komen volop voor in de natuur. De eigenschap waardoor de onderzoekers vielen op deze stoffen was hun mogelijkheid om waterstofionen (protonen) af te scheiden tijdens het laden en ontladen.
Als elektrolyt, het stroom geleidende medium, gebruikten de onderzoekers een waterige zuuroplossing. Daardoor ontstaat niet alleen een milieuvriendelijk maar ook veilig product. Organische batterijen zullen niet in de brand vliegen.
Strietzel: ‘Er valt nog veel te ontwikkelen voor dit op de markt komt, maar deze protonbatterij is een grote stap in de richting van een duurzame organische batterij.”
Bron: EurekAlert