Egy cinkalapú akkumulátor rákpáncélból és kagylóhéjból kivont anyaggal legalább 1000-szer újratölthető, élettartama végén darabjai újrahasznosíthatóak vagy néhány év alatt lebomlanak. Ha szél- vagy napenergiával töltik fel, akkor teljesen fenntartható a körforgás.

A kulcs: kitozán

Ez az anyag a kitin vegyileg módosított formája, világszerte megtalálható rákpáncélban és kagylóhéjban. A Marylandi Egyetemen a kutatást vezető Liangbing Hu szerint lenyűgöző az energiatárolási képessége az ezzel felturbózott akksiknak, és legalább 1000-szer újratölthetők.



A kitozánnak több ipari és egészségügyi alkalmazása lehetséges. Mezőgazdaságban bio növényvédőszerként segíti a növényeket a gombák elleni védekezésben; használják borászatban és ipari felületkezelésre is, egészségügyben kiváló alkotóeleme sebgyógyító készítményeknek.

Jelenleg a lítium-ion akkumulátorokat használjuk a legszélesebb körben, de a lítium bányászata környezetszennyező, és véges a szükséges nyersanyagok forrása. A cink-ion alapú alternatíva azért érdekes, mert a cink bőven előfordul a természetben, azonban az ilyen akkumulátorokat nem lehet olyan gyakran újratölteni, és kisebb a hatékonyságuk, mert a víz korrodálja a cinket és az anódon lerakódást képez.

Hu azért döntött a kitozán vizsgálata mellett, mert a molekulái jól kötnek a vízzel, ami azt jelenti, hogy kevesebb vízmolekula tud reakcióba lépni a cinkkel, ami csökkenti a korróziót.

Könnyen elérhető világszerte

A természetben gyakran előfordul, könnyen elérhető, és használat után magától is lebomlik a kitozán. Egy pénzérme nagyságú cellamembránhoz, ami az anódot elválasztja a katódtól, csupán 20 mikrogram kitozánpor szükséges, ami filléres tétel. Az anód is lehet természetes, megújuló forrású.

Hu és kollégái kompresszióval egy rugalmas, átlátszó, sűrű membránt készítettek kitozánból és cink-ionokból; ez került a cink anódra. Katódnak egy természetes vegyületet használtak: poli(benzokinoninil-szulfid), vagy PBQS. A tesztek alatt a membrán elősegítette a cink-ionok pozitív tulajdonságait, de a tipikus korrózió nélkül.

Természetes és lebomló alapanyagok, hatékony működés

Természetes és lebomló alapanyagok, hatékony működés – ábra: Liangbing Hu és társai

A prototípus 50 milliamper / négyzetcentiméter áramsűrűséggel működött 400 órán, 1000 töltési cikluson keresztül, ami hasonlít a kis lítium-ion akksik felhasználására. Ilyen magas áramsűrűség kezelése nem könnyű a kutatók szerint, a lítium-kén bír még hasonló képességekkel.

A zárt akkumulátorban a kitozán fokozatosan lebomlik évek alatt, a fennmaradó cink pedig újrahasznosítható.

Forrás: NewScientist, Wikipedia, képek: Pixabay