Artikkelit

MIT:n tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen polttokennon, joka voi mahdollistaa sähköisen lentämisen.

Toisin kuin perinteiset akut, MIT-tutkijoiden kehittämä laite käyttää polttokennoa, jonka polttoaineena toimii edullinen ja helposti saatavilla oleva nestemäinen natriummetalli. Vastapuolella on tavallinen ilma, joka tarjoaa hapen. Näiden väliin sijoittuu keraaminen kiinteä elektrolyytti, jonka läpi natriumionit kulkevat ja joka mahdollistaa sähköntuotannon hapen ja natriumin reagoidessa.

Tutkijat kertovat, että prototyypillä tehdyissä kokeissa on saavutettu yli kolminkertainen energiasisältö nykyisten sähköautojen litiumioniakkuihin verrattuna. Tulokset julkaistiin tieteellisessä Joule-lehdessä.

– Odotamme ihmisten ajattelevan, että tämä kuulostaa hullulta. Jos näin ei olisi, olisin pettynyt – silloin kyseessä ei olisi tarpeeksi mullistava idea, professori Yet-Ming Chiang sanoo.

Sähköilmailun yleistymistä on rajoittanut akkujen alhainen energiatiheys. Chiangin mukaan tarvittava raja on noin 1 000 wattituntia kilogrammaa kohti. Nykyiset litiumakut yltävät vain noin kolmeen sataan wattituntiin. Uusi natriumpohjainen polttokenno yltää yksittäisessä kennopinossa jopa 1700 Wh/kg energiatiheyteen. Se on tutkijoiden mukaan riittävä määrä alueelliseen sähköilmailuun. Teknologia soveltuu myös meriliikenteeseen ja rautateihin, joissa tarvitaan suurta energiatiheyttä ja alhaisia kustannuksia. Polttokennoa kehitetään edelleen MIT:n start-up-kiihdyttämössä toimivassa Propel Aero -yrityksessä.

Uuden polttokennon käytön yhteydessä ei synny hiilidioksidipäästöjä. Kun natriummetalli reagoi ilman kanssa, syntyy natriumhydroksidia, joka sitoo ilmasta hiilidioksidia muodostaen muun muassa ruokasoodaa. Jos lopputuote päätyy mereen, se voi jopa vähentää meriveden happamoitumista.

Polttokennot on suunniteltu uudelleentäytettäviksi: käytetyt natriumpatruunat voidaan täyttää uudelleen suljetuissa säiliöissä. Natriummetalli on helposti sulatettavissa, sillä sen sulamispiste on vain 98 astetta.

Ensimmäinen käytännön sovellus on tiiliskiven kokoinen kenno, joka tuottaa 1000 wattituntia energiaa. Se on riittävästi suuren dronen käyttöön esimerkiksi maataloudessa.

Tutkimuksen keskeinen oivallus oli ilmankosteuden merkitys reaktiotehokkuudelle. Kosteassa ilmassa syntyvä nestejätetuote oli helppo poistaa ilmavirran mukana toisin kuin kuivissa olosuhteissa muodostuva kiinteä jäte.

Tutkimusta tukivat ARPA-E, Breakthrough Energy Ventures ja Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö.

Kuva: Gretchen Ertl

Lähde: MIT

Hei! Luitko jo tämän?

OnePlus esitteli tekoälystrategiansa: Uusi Plus Key -painike ja AI Plus Mind -muistikirjatoiminto