De redoxreactie van AQDS

AQDS, een klein organisch molecuul, kan efficiënt groene energie opslaan en later weer afgeven. Dit is een vooruitgang op de veelal kostbare en zeldzame metaalkatalysatoren die daar nu nog voor worden gebruikt. Dit publiceren medewerkers van de Harvard School for Engineering and Applied Sciences in Nature.

De onderzoekers maakten 9,10-anthrachinon-2,7-disulfonzuur (AQDS) uit goedkope chemicaliën. Ze koppelden deze met eveneens goedkope koolstofelektrodes en een op broom gebaseerde elektrolietoplossing. Onder deze omstandigheden wordt AQDS gereduceerd tot AQDSH2. Uit tests bleek dat dit systeem meer dan honderd cycli achter elkaar in staat was om boven de 99% van de energie op te slaan.

Zonne- en windenergie werken alleen als het ook echt waait of als de zon schijnt. Om het mogelijk te maken om steden te voorzien van deze energie, moet deze kunnen worden opgeslagen. Normale batterijen kunnen dit niet. Als die op volle capaciteit worden gebruikt, zijn deze heel snel leeg. Zogenaamde flowbatterijen kunnen op volle kracht langer blijven werken. In deze batterijen zijn de elektroactieve deeltjes en elektroden – die bij normale batterijen in één klein gedeelte zitten – bij elkaar weggehaald om ze optimaal te laten werken.

Voor één van de redoxkoppels van een flowbatterij wordt meestal een metaal of metaalkatalysator gebruikt. Deze zijn echter zeldzaam en duur. De onderzoekers van Harvard zochten een organisch alternatief gebaseerd op kleine, ringgefuseerde chinonen. Deze zijn gerelateerd aan stofjes die planten en dieren gebruiken om energie op te slaan.

Deze chinonen zijn makkelijk aan te passen. Zo slaagde de groep erin om door het toevoegen van twee alcoholgroepen aan AQDS, het celvoltage nog met elf procent te verhogen. Van deze verbinding, DHAQDS, is echter nog niet bekend of het veel cycli zal overleven.

Bron: ACS

Onderwerpen