Nieuwe goedkopere Solar Battery is gemaakt met een Pee-ingrediënt
Vlinder op zonnepaneel. Foto credit: Takver (cc 2.0)

Een batterij gemaakt van ureum, vaak aangetroffen in meststoffen en zoogdierurine, zou een goedkope manier kunnen zijn om energie opgeslagen via zonne-energie of andere vormen van hernieuwbare energie op te slaan voor consumptie buiten kantooruren.

De batterij is onbrandbaar en bevat elektroden gemaakt van overvloedig aluminium en grafiet. Het belangrijkste ingrediënt van de elektrolyt, ureum, wordt al industrieel geproduceerd door de ton voor plantenmeststoffen.

"Dus in wezen is wat je hebt een batterij gemaakt met een aantal van de goedkoopste en meest overvloedige materialen die je op aarde kunt vinden. En het heeft ook goede prestaties ", zegt Hongjie Dai, hoogleraar scheikunde aan de Stanford University. "Wie had gedacht dat je grafiet, aluminium, ureum kon gebruiken en eigenlijk een batterij kon maken die vrij lang kon fietsen?"

In 2015 was het laboratorium van Dai de eerste die een oplaadbare aluminiumbatterij maakte. Dit systeem laadde in minder dan een minuut op en duurde duizenden laad-ontlaadcycli. Het lab werkte samen met het Industrial Technology Research Institute (ITRI) in Taiwan om een ​​motorfiets van stroom te voorzien met deze oudere versie, die één belangrijk nadeel had: het ging om een ​​dure elektrolyt.

De nieuwste versie bevat een op ureum gebaseerde elektrolyt en is ongeveer 100 keer goedkoper dan het 2015-model, met een hogere efficiëntie en een oplaadtijd van 45 minuten. Het is de eerste keer dat ureum in een batterij is gebruikt.

Het verschil in kosten tussen de twee batterijen, zegt Dai, is "als dag en nacht". De bevindingen verschijnen in het Proceedings van de National Academy of Sciences.


innerlijk abonneren grafisch


In tegenstelling tot energie afkomstig van fossiele brandstoffen, kan zonne-energie in wezen alleen worden aangewend als de zon schijnt. Een zonnepaneel pompt energie in het elektriciteitsnet bij daglicht. Als die energie niet meteen wordt verbruikt, is deze verloren als warmte.

Naarmate de vraag naar hernieuwbare technologieën groeit, neemt ook de behoefte aan goedkope en efficiënte batterijen toe om de energie voor vrijgave 's nachts op te slaan. De batterijen van vandaag, zoals lithium-ion- of loodzuurbatterijen, zijn duur en hebben een beperkte levensduur.

De nieuwe batterij kan een oplossing bieden voor het opslagprobleem van het netwerk, zegt promovendus Michael Angell. "Het is goedkoop. Het is efficiënt. Rasteropslag is het hoofddoel. "

Rasteropslag is ook het meest realistische doel, vanwege de lage kosten, hoge efficiëntie en lange levensduur van de batterij, zegt Angell. Eén soort efficiëntie, genaamd Coulomb-efficiëntie, is een meting van hoeveel lading de batterij verlaat per eenheid lading die deze tijdens het laden inneemt. De Coulomb-efficiëntie voor deze batterij is hoog - 99.7 procent.

Hoewel ook efficiënte lithium-ionbatterijen die vaak worden aangetroffen in kleine elektronica en andere apparaten, ontvlambaar kunnen zijn. Daarentegen is de ureumbatterij ontvlambaar en daarom minder risicovol.

"Ik zou me veilig voelen als mijn reservebatterij in mijn huis is gemaakt van ureum met weinig kans op brand", zegt Dai.

Om te voldoen aan de eisen van rasteropslag moet een commerciële batterij minimaal tien jaar meegaan. Door de chemische processen in de batterij te onderzoeken, hoopt Angell de levensduur te verlengen.

De vooruitzichten zijn veelbelovend. In het lab kunnen deze op ureum gebaseerde aluminium-ionbatterijen ongeveer 1,500-laadcycli doorlopen met een oplaadtijd van 45 minuten.

"Met deze batterij is het de droom dat zonne-energie wordt opgeslagen in elk gebouw en in elk huis", zegt Dai. "Misschien zal het het leven van alledag veranderen. We weten het niet. "

De patenten van de batterij zijn in licentie gegeven aan AB Systems, opgericht door Dai. Een commerciële versie is momenteel in ontwikkeling.

Artikel Bron

Jackie Flynn voor Stanford University

Het Amerikaanse Ministerie van Energie, het Global Networking Talent 3.0 Plan, het Ministerie van Onderwijs van Taiwan en het Taishan Scholar Project financierden het werk.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon