Elektriciteit laat zich op grote schaal opslaan in water met een organisch redoxkoppel. Geen metaal meer nodig, schrijven onderzoekers van de University of Southern California in het Journal of the Electrochemical Society.

Wat Sri Narayan en collega’s voorstellen is een zogeheten flowbatterij. Daarin worden twee verschillende vloeistoffen rondgepompt aan weerszijden van een membraan dat alleen protonen doorlaat. Over het membraan staat een potentiaalverschil dat H⁺ van de ene vloeistof naar de andere pompt (en elektronen in omgekeerde richting) zodat de vloeistoffen negatief, respectievelijk positief worden geladen. Bij het ontladen gaan die protonen weer de andere kant op.

Het is niet bepaald een lichtgewicht systeem, maar de opslagcapaciteit wordt eigenlijk alleen gelimiteerd door het volume van de voorraadtanks in de beide circuits. Voor grootschalige opslag bij een energiecentrale zou het dus ideaal moeten zijn. Alleen is men nog aan het zoeken naar de juiste vloeistoffen. Het meest toegepast worden tot nu toe oplosbare vanadiumzouten, maar die zijn duur en nogal schadelijk wanneer er iets lekt.

Narayans ORBAT (Organic Redox Flow Battery) heeft die nadelen niet. De metaalzouten zijn vervangen door combinaties van chinonen, organische verbindingen waar een aromaatring met twee carbonylgroepen (C=O) in zit. Die C=O’s zijn relatief gemakkelijk te veranderen in C-OH’s zodat het chinon in een fenol verandert, en die H’s kunnen weer komen uit een ánder fenol dat weer een chinon wordt.

Narayan heeft het uitgeprobeerd met antrachinon-2-sulfonzuur of antrachinon-2,6-disulfonzuur in combinatie met 1,2-benzochinon- 3,5-disulfonzuur. Die reageren bij kamertemperatuur zo snel dat je geen katalysator nodig hebt - dat scheelt nóg meer metaal..

Hij schat dat je het systeem 5.000 keer moet kunnen opladen, vijfmaal zo veel als lithium-ion accu’s die tien keer zo duur zijn om te produceren. Bovendien zijn die chinonen lang niet zo giftig.

bron: University of Southern California