Om een betrouwbare elektrochemische accu te maken moet je het membraan er uit laten. Als je daarna de inwendige stroming maar laminair weet te houden, suggereren MIT-onderzoekers in Nature Communications.

Waarbij het bijzondere is dat ze er in zijn geslaagd een prototype van zo’n membraanloze batterij te maken, en dat dat nog werkt ook. Ze zeggen er 0,795 W per vierkante centimeter elektrode-oppervlak in te kunnen opslaan, wat een ordegrootte hoger is dan een lithium-accu mét membraan haalt.

Hun accu bestaat uit twee elektrodes, met daartussen een nauwe spleet waardoor vloeistof stroomt. De kathode ligt onder, en is gemaakt van grafiet. Er overheen stroomt broom (een van de heel weinige elementen die bij kamertemperatuur vloeibaar zijn!), en dáár weer overheen stroomt een oplossing van waterstofbromide in water. Direct daarboven bevindt zich de platina-anode die poreus is, en gasvormige waterstof doorlaat die je er aan de bovenkant voorzichtig langs laat stromen.

De aanwezigheid van waterstofbromide is daarbij een extra argument om het membraan weg te laten. In combinatie met zo’n agressief zuur gaan membranen meestal niet lang mee.

Zolang je de vloeistoffen voorzichtig door het kanaal pompt, zal de stroming laminair blijven, dus zonder turbulentie. De beide vloeistoflagen mengen dan niet of nauwelijks, terwijl op het grensvlak wél een elektrochemische reactie kan plaatshebben waarbij broom en waterstof samen nóg meer waterstofbromide vormen. Dat gaat gepaard met een elektronenstroom die je nuttig kunt gebruiken.

Het is de auteurs ook al gelukt om het proces om te keren en de accu ‘op te laden’, waarbij dus weer broom en waterstof worden gevormd die je kunt opslaan tot je de elektriciteit weer nodig hebt. Voor membraanloze accu’s schijnt dat een wereldprimeur te zijn.

De bedenkers denken dat dit energie-opslagprincipe zich vooral leent voor toepassing op zeer grote schaal, als energiebuffer voor een door zon of wind gevoed elektriciteitsnet. Technisch gezien zou zo’n opschaling zonder meer mogelijk moeten zijn.

bron: MIT