Australia kehittää protonivirtausakkujärjestelmän, jonka energiatiheys on suurempi kuin litiumakkujen
Markkinoilla on jo monia vetypolttoaineella toimivia litiumakkuisia ajoneuvoja, mutta Australian Melbourne Institute of Technologyn tutkijat ovat esittäneet “protonivirta-akun” käsitteen. Jos tekniikkaa voidaan popularisoida, se voi laajentaa vetypohjaisten sähköenergiajärjestelmien kattavuutta ja tehdä siitä potentiaalisen korvaajan litiumioniakkuille. Vedyn talteenotto, protonivirtauslaite toimii enemmän kuin akku perinteisessä mielessä.

Apulaisprofessori JohnAndrews ja hänen “protonivirta -akkujärjestelmä” alustava todiste konseptin prototyypistä

Perinteinen järjestelmä elektrolysoi veden ja erottaa vedyn ja hapen ja tallentaa ne sitten polttoaineella toimivan litiumakun molemmissa päissä. Kun sähköä on tulossa, vety ja happi lähetetään elektrolysaattoriin kemiallisia reaktioita varten.

Protonivirta-akun toiminta on kuitenkin erilainen-koska se yhdistää metallihydridin varastointielektrodin PEM-polttoaineella toimivaan palautuvaan protoninvaihtokalvoon.

Tämän prototyyppilaitteen koko on 65x65x9 mm

John Andrews, projektin johtava tutkija ja Royal Melbourne Institute of Technologyn (RMIT) ilmailu- ja avaruustekniikan korkeakoulun mekaanisen ja valmistustekniikan laitoksen apulaisprofessori, sanoo: ”Innovaation avain on palautuva polttoaineella toimiva litium akku, jossa on sisäänrakennetut säilytyselektrodit. Olemme poistaneet protonin kokonaan kaasuksi. Koko prosessi ja anna vedyn mennä suoraan kiinteän tilan varastointiin. ”

Muunnosjärjestelmä varastoi sähköenergian vetyyn ja “uudistaa” sen

Latausprosessi ei sisällä veden hajoamista vetyksi ja hapeksi ja vedyn varastointia. Tässä käsitejärjestelmässä akku jakaa veden protonien (vetyionien) tuottamiseksi ja yhdistää sitten elektronit ja metallihiukkaset polttoaineella toimivan litiumakun elektrodille.

Akun energian varastointijärjestelmän suunnittelu

Lopulta energia varastoidaan kiinteiden metallihydridien muodossa. Käänteisessä prosessissa se voi tuottaa sähköä (ja vettä) ja yhdistää protoneja ilman hapen kanssa (veden tuottamiseksi).

“Käännettävä polttoaineella toimiva litiumakku”, joka on integroitu kiinteisiin protonisäilytyselektrodeihin (X tarkoittaa vetyä sitovia kiinteitä metalliatomeja)

Professori Andrew sanoi: ”Koska vain vesi virtaa lataustilassa – vain ilma virtaa tyhjennystilassa – kutsumme uutta järjestelmää protonivirta -akuksi. Litiumioniin verrattuna protoniakut ovat paljon taloudellisempia-koska litium on louhittava resursseista, kuten suhteellisen niukasta mineraalista, suolavedestä tai savesta. ”

Virtausakun energian varastointi

Tutkijat sanoivat, että periaatteessa protonivirta-akkujen energiatehokkuus voi olla verrattavissa litiumioniakkuihin, mutta energiatiheys on paljon suurempi. Professori Andrew sanoi: “Ensimmäiset kokeelliset tulokset ovat jännittäviä, mutta vielä on tehtävä paljon tutkimus- ja kehitystyötä ennen kuin ne otetaan kaupalliseen käyttöön.”

Tiimi on rakentanut alustavan konseptitodistuksen prototyypin, jonka koko on vain 65x65x9 mm (2.5 × 2.5 × 0.3 tuumaa) ja julkaissut sen International Hydrogen Energy -lehdessä.