Bændablaðið - 01.11.2018, Blaðsíða 25

Bændablaðið | Fimmtudagur 1. nóvember 2018 25
Vísindamenn um allan heim
hafa árum saman glímt við það
að finna ódýrt efni sem nóg er
til af í heiminum til að framleiða
rafhlöður í bíla. Þar hafa menn
talið lausnina vera að finna í
natríum eða sóda „sodium (Na)“
sem er sjötta algengasta efni jarðar
og um 2,8% af jarðskorpunni.
Natrium er til í ýmsu formi
eins og matarsódi sem mikið er
notaður í matreiðslu. Natríum
er alkalímálmur og mikilvægt
steinefni sem líkaminn notar í miklu
magni. Er þetta steinefni ómissandi
fyrir frumustarfsemi líkamans og
gegnir þar mikilvægu hlutverki
við orkuefnaskipti frumna. Þá er
natríum til í ýmsu öðru formi eins og
natríumklóríð eða „sodium chloride
(naCi)“ sem allir þekkja væntanlega
sem venjulegt borðsalt.
Vísindamenn um allan heim hafa
lengi talið sig geta gert natríum
rafhlöður (sodium-ion) sem yrðu
afar ódýrar í framleiðslu vegna hins
ódýra og auðfinnanlega hráefnis.
Eitthvað hefur þessi þróun þó staðið
á sér, en ef þetta tekst þá myndu
slíkar rafhlöður snarlega ryðja
dýrum og varasömum lithium-ion
rafhlöðum af stalli.
Lausn kann nú að vera í sjónmáli
ef marka má frétt sem birtist þann
19. september síðastliðinn. Þar
er greint frá því að vísindamenn
við Purdue-háskóla í Indiana í
Bandaríkjunum hafi náð að leysa
mikilvæga þætti sem staðið hafa
notkun á natrium til að geyma og
halda raforku fyrir þrifum. Var það
undir fyrirsögninni „Super cheap
earth element to advance new
battery tech to the industry“. Var
rannsóknin reyndar gerð opinber
þann 31. ágúst og birt í tímaritinu
Journal of Power Sources.
Þótt natríum rafhlöður verði
þyngri en lithium ion rafhlöðurnar
sem nú eru notaðar, þá hafa þær
væntanlega marga aðra kosti. Í
fyrsta lagi er engin hætta á að
hráefnið þrjóti eins og lithium og
kóbaltið sem notað er í lithium
rafhlöðurnar sem verður uppurið
á næstu áratugum. Þá er talið að
hægt verði að búa til risarafhlöður
með natríum sem nýst gætu til að
geyma og miðla orku í miklu magni
frá vindorkurafstöðvum. /HKr.
Bókaðu tíma í heyrnarmælingu í síma 568 6880
Fáðu heyrnartæki til prufu
Akureyri | Akranes | Borgnarnes| Egilsstaðir| Húsavík| Ísafjörður| Reykjanesbær
Um árabil hefur Heyrnartækni veitt þjónustu víðs vegar
um landið. Við bjóðum upp á mikið úrval vandaðra
heyrnartækja í ólíkum verðflokkum. Kannaðu hvenær Árni
Hafstað heyrnarfræðingur verður næst í nágrenni við þig.
Heyrnartækni | Glæsibæ | Álfheimum 74 | 104 Reykjavík | Landsbyggðaþjónusta | Sími 568 6880 | www.heyrnartaekni.is
Sauðárkrókur | Selfoss| Vestmannaeyjar| Vopnafjörður
Tilraunir með ceramic solit-state
þurrrafhlöður sagðar lofa góðu
Í ágúst var kynnt hjá háskólanum
í Michigan ný gerð af rafhlöðum
sem sögð er geta markað tímamót
í rafhlöðugerð. Reyndar hafa ótal
slík tíðindi heyrst á umliðnum
árum.
Hugmynd vísindamanna
í Michigan-háskóla byggir á
þurrrafhlöðu, eða ceramic solit-
state rafhlöðu, sem hefði mun betri
endingu og hleðslugetu en lithium-
ion rafhlöðurnar sem kynntar voru
1991 og eru arftaki lithium rafhlaðna
sem fundnar voru upp á níunda
áratug síðustu aldar.
Þessar nýju þurrrafhlöður eru
líka sagðar hafa þann eiginleika að
keramikið sem í þeim er veldur því
að það kviknar ekki auðveldlega í
þeim eins og hinum votu lithium-ion
rafhlöðum. Það þýðir einnig að hægt
er að endurhlaða slíkar rafhlöður mun
hraðar, en hröð hleðsla er einmitt stór
áhrifavaldur í að stytta endingartíma
á lihium-ion rafhlöðum. Í 22 daga
endurhleðslutilraunum sáust engin
merki um hnignun á ceramic solit-
state rafhlöðunni. Var tilraunin gefin
út á á prenti í Journal of Power
Sources 31. ágúst. /HKr.
Einnota pappírsbakteríurafhlöður
með fjögurra mánaða líftíma
Ótalmargar hugmyndir hafa
komið fram á síðustu áratugum
um hagkvæma rafhlöðu sem nota
mætti í bíla. Engin þeirra nema
lithium-ion rafhlöðurnar hafa þótt
almennilega nothæfar. Enn eru
menn þó að leggja fram „snjallar“
hugmyndir.
Ein þessar nýju hugmynda var
kynnt í Science Daily 19. ágúst
síðastliðinn. Þar er um að ræða
rafhlöðu sem búin er til úr pappír
og orkugeymirinn er myndaður
af bakteríum. Er fullyrt að þessi
gerð af rafhlöðum geti yfirunnið
alla þá vankanta sem framleiðsla
á hefðbundnum rafhlöðum hefur.
Kynna átti uppfinninguna á fundi
American Chemical Society
(ACS).
Doktor Seokheun (Sean) Choi,
sem er talsmaður hönnunarteymisins
hjá ríkisháskólanum í Binghamton
í New York-ríki, segir að þessi
pappírsbakteríurafhlaða [paper-
based bio-battery] sé bæði ódýr í
framleiðslu, með mikið yfirborð,
sveigjanleg og auðveld í förgun.
Hins vegar þurfi mjög sértækan
lífrænan skynvæddan hleðslubúnað
til að hlaða rafhlöðurnar.
Rafhlöðurnar eru þannig gerðar
að þunn lög af málmögnum og
fleiri efnum eru prentuð á pappír.
Síðan er komið fyrir frostþurrkuðum
sérhæfðum exoelectrogens
bakteríum á pappírinn. Þessar
bakteríur hafa þann eiginleika að
geta flutt rafeindir.
Þessar pappírsrafhlöður eru það
sem kalla má einnota, en líftími þeirra
er um fjórir mánuðir. Unnið er að
því að lengja líftíma bakteríanna og
þar með endingartíma rafhlaðnanna.
Áður en eitthvað er hægt að vinna
með slíkar rafhlöður þarf þó að
minnsta kosti að þúsundfalda
geymslugetuna. /HKr.
Stóri draumur vísindamanna um rafhlöður úr matarsóda:
Vísindamenn Purdue-háskóla í Indiana ná
áfangasigri í þróun ofuródýrra rafhlaðna
Magnesíum er sá málmur sem
afar margir vísindamenn hafa
talið langbestu lausnina til að
nýta við geymslu á rafmagni.
Magnesíum er fjórða algengasta
efnið á jörðinni á eftir járni,
súrefni og sílikoni og er um 13%
af massa jarðarinnar. Þá er það
talið vera níunda algengasta efni
alheimsins.
Gallinn er bara að áratugalangar
tilraunir virðast litlu hafa skilað í
þeirri viðleitni að búa til nothæfar
rafhlöður úr magnesíum. Kannski
er þar þó að rofa til ef marka má
frétt frá NREL Transforming
Energy þann 2. apríl 2018, þar
sem segir að vísindamenn hafi
yfirunnið miklar hindranir í að búa
til endurhlaðanlegar magnesíum
málm rafhlöður (Magnesium-Metal
Batteries).
Um er að ræða vísindamenn
við rannsóknastöðina Department
of Energy’s National Renewable
Energy Laboratory, skammstafað
NREL. Hafa þeir að sögn fundið leið
til að framleiða endurhlaðanlegar
þurrrafhlöður með magnesíum.
Niðurstöður rannsókna þeirra voru
birtar í Nature Chemistry og þar
telja vísindamennirnir sig hafa
tekist að virkja magnesíum málm í
ætifrírri kolefnisbundinni raflausn
og gert með það vel heppnaðar
tilraunir í frumgerð rafhlöðu. Sagt
er að rafhlöður úr magnesíum geti
haft mikla yfirburði yfir lithium-
ion rafhlöðurnar. Þar kemur til
meiri orkuþéttni, meiri stöðugleiki
og mun lægri kostnaður við gerð
þeirra.
Vitnað er í Chunmei Ban,
vísindamann hjá efnarannsóknadeild
NREL og útgefanda vísinda-
greinar innar. Segir hann að það
sé mikil nauðsyn á að rannsaka
nýja tækni í hönnun rafhlaðna
sem hafi meiri áreiðanleik og betri
geymslueiginleika á raforku fyrir
minni kostnað en hægt er að ná með
lithium-ion rafhlöðum.
„Okkar rannsóknir er ný nálgun í
hönnun magnesíum rafhlaða.“
Magnesíum rafhlöður eiga
tæknilega að geta geymt nær
tvöfalda meiri orku á hverja
einingu en mögulegt er að gera
með lithium-ion rafhlöðum. Hingað
til hafa efnabreytingar sem verða
við það þegar raforka er dregin af
magnesíum rafhlöðum í gegnum
hefðbundna kolefnissýruraflausn
eyðilagt endurhleðslumöguleika
þeirra með einangrun rafskauta.
Til að yfirvinna þetta bjuggu
vísindamennirnir til brú úr fastri
raflausn [solid-electrolyte] úr
polya crylonitrile og magnesíum-ion
salti. Þetta virðist hafa gert gæfu-
muninn til að hægt sé að endurhlaða
rafhlöðurnar að nýju. /HKr.
Vísindamenn við rannsóknastöð NREL:
Segjast hafa yfirunnið stóra hindrun
í gerð magnesíum rafhlaðna
Pappírsrafhlöður.
Mynd / NREL
hafa notkun á natrium til að geyma
og halda raforku fyrir þrifum.