De onderzoekers aan Ohio State University (OSU) claimen hiermee een wereldprimeur te hebben en spreken van ’s werelds eerste ‘ademende’ zonne- accu. De zonne-accu is een oplaadbare lithium-lucht accu met een ingebouwde zonnecel. "Wij wilden systeem bouwen met zonnecellen om licht op te vangen en een goedkope accu om de stroom op te slaan", schrijft onderzoeksleider Yiying Wu in zijn presentatie. De zonne-accu is in potentie 20 procent efficiënter en 25 procent goedkoper.
Poreus
Het hart van de innovatie bestaat uit een poreuze zonnecel, opgebouwd uit een titanium gaasstructuur voorzien van kleine verticale staafjes van titaniumoxide. De staafjes, bedekt met een dun laagje ijzeroxide – gewone roest, vangen het zonlicht, terwijl het doorlatende materiaal ervoor zorgt dat lucht vrij naar de accu kan stromen.
Het zonlicht wordt pas in de accu omgezet in elektronen, waardoor vrijwel niets verloren gaat. Een grote stap vooruit vergeleken met huidige systemen, waarbij zo'n 20 procent weglekt. De sterk oxiderende eigenschap van lithium zorgt voor het opladen en ontladen. Tijdens het opladen laten de elektronen lithium-peroxide uiteenvallen in lithium ionen en zuurstof. De accu geeft de zuurstof af en slaat de lithium ionen op als lithium metaal. Neemt de accu zuurstof op, dan ontstaat opnieuw lithium-peroxide.
Goedkoper
De zonne-accu is een afgeleide van al bestaande technologie als de potassium-lucht accu, die teamleider Wu eerder ontwikkelde. In dit gepatenteerde ademende energieopslagsysteem reageert potassium met zuurstof. Het fenomeen is ook te vinden in de lithium-lucht accu waarmee het Massachussetts Institute of Technology (MIT) en IBM experimenteren, en de peroxide-accu van een Japanse onderzoeksgroep.
Door de productie en opslag van zonnestroom te combineren, kunnen de kosten volgens de onderzoekers omlaag en worden installaties veel compacter. Op termijn is de productie tot 25 procent goedkoper. Op basis van metingen in het laboratorium is de verwachting dat de zonne-accu even lang meegaat als bestaande accu's. Het team van de Universiteit van Ohio heeft patent aangevraagd op de ontdekking.
Bron: Ohio State University, ScienceDaily. cleantechnica| Foto: Ohio State University
