Saksa on luonut akkuja mädistä omenoista

Pilaantuneet omenat energianlähteenä saattavat ensi silmäyksellä tuntua absurdilta ajatukselta, mutta Karlsruhen teknillisen instituutin tutkijaryhmä on päättänyt käyttää tätä materiaalia halpojen ja tehokkaiden natriumioniakkujen luomiseen. Saksalaistutkijoiden ehdottama teknologia on luultavasti ympäristöystävällisin kaikista nykyään olemassa olevista tekniikoista.

Keksintöä voidaan käyttää yksinkertaisena ja edullisena energian varastointilaitteena, ja teknologian kehittyessä mädistä omenoista valmistetut natriumioniakut pystyvät kilpailemaan litiumioniakkujen kanssa, joita käytetään nykyään laajalti kannettavissa elektronisissa laitteissa ja pienissä sähköajoneuvoissa.

Tiukka karsinta (koon, värin ja muiden ulkoisten virheiden perusteella) johtaa siihen, että omenasadon jälkeen jää jäljelle melko suuri määrä sopimattomia hedelmiä, jotka pilaantuvina tuotteina lähetetään lähes välittömästi hävitettäväksi. Muuten, Euroopassa sadonkorjuun jälkeinen hävikkiongelma on melko akuutti, jotkut hedelmät ja vihannekset mätänevät melko nopeasti, eikä niitä voida edes käyttää eläinten rehuna. Pienet yksityiset yritykset tarjoavat erilaisia tapoja ratkaista ongelma, mutta niiden ponnistelut ovat yleensä riittämättömiä.

Karlsruhe-instituutin tutkijat Stefano Passerini ja Daniel Buchholz ovat ehdottaneet epätavallista ja hyödyllistä käyttöä pilaantuneille omenoille. Kuivatut hedelmät koostuvat 95-prosenttisesti hiiltä, josta saadaan "hyperdense carbon" - elektrodi, jolla on edullinen ja korkea tuottavuus.

Asiantuntijat onnistuivat luomaan "omenahiileen" perustuvan anodin, jonka ominaiskapasiteetti on 230 mAh/g ja joka säilyttää alkuperäiset ominaisuutensa jopa 1000 akun lataus- ja purkaussyklin jälkeen.

Tutkijat totesivat, että akun purkautumisen ja lataamisen jälkeen menetetty kapasiteetti (ns. elektrodien Coulomb-hyötysuhde) oli melko korkea – 99,1 %.

Työn aikana tutkijat loivat myös "omena"-akulle katodin, joka on ympäristöystävällinen ja erittäin tuottava – monikerroksinen oksidi mahdollisti materiaalin saamisen, jota voidaan verrata litiumioni-katodeihin, mutta joilla on useita eroja – varauksen säilyvyys 90,2 % yli 500 syklin jälkeen ja hyötysuhde yli 99,9 %.

Litiumioniakut voivat varastoida suuren määrän energiaa, mutta ne sisältävät myös hengelle ja terveydelle vaarallisia materiaaleja, kuten kobolttia, ja tällaisten energian varastointilaitteiden hinta on melko korkea.

Natriumioniakut ovat halvempia ja valmistettu yksinkertaisista ja edullisista materiaaleista, mutta niiden suorituskyky ei ole millään tavalla huonompi kuin litiumioniakuilla.

Professori Passerinin mukaan natriumioniakut ovat vain 20 % vähemmän tehokkaita kuin litiumioniakut, mutta uusi kehitysaskel on käytännössä yhtä tehokas kuin akkujen.

Nykyään natriumioniakut eivät ole kovin yleisiä alhaisesta hinnastaan huolimatta, mutta tiedemiehet ovat vakuuttuneita siitä, että niiden kehityksestä tulee saatavuuden ja alhaisten kustannusten vuoksi eniten käytetty anodimateriaali.

[ 1 ]