A rákhéjban lévő vegyi anyag felhasználásával tervezett prototípus 99,7%-os hatékonysággal működik 400 óra elteltével is.

Rák- és homárhéjban található vegyi anyagok felhasználásával tennék fenntarthatóbbá az akkumulátorokat egy tudományos kutatás szerint.

„Mind az anyag biológiai lebonthatósága, vagyis a környezeti hatás, mind az akkumulátorok teljesítménye fontos egy kereskedelmi forgalomba hozható termék esetében” – mondta Liangbing Hu, a Marylandi Egyetem Anyaginnovációs Központjának igazgatója, a tanulmány vezető szerzője.

Világszerte keresik a zöld energiamegoldásokat, és az elektromos járművek, hőszivattyúk terjedésével az áram is egyre meghatározóbb erőforrás, ezért az akkumulátoroknak is környezetbaráttá kell válniuk – írja a kutatásról beszámoló Guardian.

Hanem a hagyományos akkumulátorokban, például a lítium-ion akkumulátorokban használt vegyi anyagok lebomlása több száz évig is eltarthat, ráadásul ezek az anyagok gyakran maró hatásúak vagy gyúlékonyak.

Mindannyian hallottunk kigyulladt elektromos autókról, de előfordult, hogy repülőgépen gyulladt ki egy eszköz akkumulátora, máskor hulladéklerakókban, újrahasznosító telepeken okoztak tüzet.

A marylandi kutatók akkumulátora tehát rákhéjból származó terméket használ az energia tárolására. A rákfélék – rákok, garnélarákok, homárok – kitinpáncélja egyfajta poliszacharidot tartalmaz, ez teszi azokat keménnyé és ellenállóvá. Ez az anyag gombákban és rovarokban is megtalálható, és jellemzően kidobják, mint éttermi maradékot vagy élelmiszeripari mellékterméket. A felhasználási lehetőségeit régóta kutatják – például a sebkötözésben, gyulladáscsökkentő kezelésekben –, most pedig az elektrotechnikában.

Kémiai feldolgozással a kitin szilárd gélmembránná szintetizálható, és akkumulátorok elektrolitjaként használható. Ezt a „kitozán elektrolitot” a természetben előforduló, az olcsó és biztonságos akkumulátorok készítéséhez egyre gyakrabban használt cinkkel kombinálva Hu csapata képes volt megújuló akkumulátort létrehozni.

Az akkumulátor energiahatékonysága még ezer ciklus, azaz mintegy 400 óra után is 99,7%-os volt. Ez azt jelenti, hogy gyorsan tölthető és lemeríthető nagyobb teljesítménycsökkenés nélkül.

„Nem könnyű az akkumulátoroknak nagy áramsűrűséggel működniük. A mutatott teljesítmény a kitozán alapú anyag előnyeire utal” – magyarázta Hu.

Az akkumulátorok nem gyúlékonyak, és a kétharmaduk mindössze öt hónap alatt lebomlik a talajban, újrahasznosítható cinket hagyva maga után.

A The Guardian megkérdezett két, a kutatásban nem résztvevő anyagtudóst is – Antonio J. Fernández Romerót a Cartagenai Egyetemről és Graham Newtont a Nottinghami Egyetemről –, akik mindketten ígéretesnek tartották az eredményeket, de megjegyezve, hogy „általában jelentős a szakadék az ígéretes laboratóriumi eredmények és a skálázható, sorozatgyártásra érett technológia között”. Ez utóbbit Newton mondta, aki ugyanakkor a hasonló alapkutatásokat rendkívül fontosnak tartja.

(Forrás: Guardian, fotó: Unsplash)

Ez is érdekelhet:

Túlvilági szoborpark a tenger mélyén

A tenger fenekére süllyesztett misztikus márványszobrok mentették meg a vízi élővilágot a toszkán partoknál.

És ezt olvastad már?
Hiánypótló könyv a digitális dizájnról