Kun maailma etenee kohti puhtaan energian tuotantoa, puhtaiden paristojen tarve kuljetuksissa epäilemättä kasvaa. Toistaiseksi tehokkain ratkaisu meillä on litiumioniakut, mutta niillä on monia haittoja.
Natriumioniakkuilla on valtava potentiaali vaihtoehtona, mutta niiden tekniikka aiheuttaa tutkijoille paljon päänsärkyä. Nyt Geneven yliopiston tutkijat uskovat, että he ovat ratkaisseet ne.
Litiumioniakkuongelmat keskusteltiin useammin kuin kerran. Ne eivät ole kovin turvallisia, koska niiden nestemäinen elektrolyytti voi syttyä erilaisissa onnettomuuksissa. Lisäksi itse litiumia löytyy melko pienestä osasta maapalloa. Tutkijoiden mukaan tämä aiheuttaa tulevaisuudessa samat geopoliittiset ongelmat kuin öljy nyt. Lopuksi, tekniikan edetessä meidän on aina etsittävä parempia ratkaisuja.
Natrium, litiumin naapuri alkuaineiden jaksollisessa taulukossa, on hyvä ehdokas korvaamaan tämä harvinainen ja jalometalli. Meillä on paljon natriumia kaikkialla. Ainakin teoriassa natriumioniakut voivat olla turvallisempia ja tehokkaampia, jos käytetään kiinteää elektrolyyttiä. On kuitenkin yksi ongelma - natrium on raskaampaa kuin litium, mikä vaikeuttaa sen kulkemista elektrolyytin läpi.
Vuosina 2013-2014 japanilaiset ja amerikkalaiset tutkijat havaitsivat, että hydroboraatit voivat olla erinomaisia elektrolyyttejä natriumakkuille, mutta vasta saavutettuaan 120 C lämpötilan. Nämä lämpötilat ovat yksinkertaisesti kohtuuttoman korkeita jokapäiväisten paristojen kohdalla, mutta Geneven tutkijat, jotka ovat työskennelleet hydroboraattien kanssa vuosikymmenien ajan, ovat löytäneet ratkaisun tähän ongelmaan.
Geneven kristallografit (kristallikemistit) alkoivat parantaa hydroboraattielektrolyyttiä ja saavuttivat erinomaisia tuloksia.
"Pystyimme käyttämään hydroboraattielektrolyyttiä lämpötila-alueella huoneen lämpötilasta 250 ° C: seen ilman turvallisuusongelmia", kertoi projektipäällikkö Radovan Cerny.
Tutkijat olivat tyytyväisiä myös siihen, että niiden kehittämät natriumioniakut ovat vielä tehokkaampia.
Kuinka tutkijat tekivät tämän? Vastaus tähän arvoitukseen löytyi kaaoksesta. Kristallografit ovat sekoittaneet hydroboraattien yleensä siistin koostumuksen luomalla booripalloja ja negatiivisesti varautunutta vetyä. Niiden väliset aukot olivat riittävän suuret positiivisesti varautuneiden natriumionien liikkumiseksi yhden elektrodin ja toisen välillä. Sekoitettu formulaatio, vaikka se on tehoton, antaa natriumionien liikkua vapaasti.
Tutkijoiden mukaan he kehittävät ihanteellisen akun, joka perustuu kiinteään elektrolyyttiin, jonka rakenne on epätäydellinen. Ennen tällaisten paristojen valmistamista ja testaamista on vielä paljon tehtävää. Mutta ensimmäiset tulokset ovat todella hyviä.
Natriumioniakut voivat korvata litiumionikennoja, mikä tekee niistä turvallisempia, halvempia ja ympäristöystävällisempiä.
