Zink en jodium vormen een ideaal redoxkoppel voor tijdelijke opslag van elektriciteit. De energiedichtheid ligt niet zo gek ver onder die van een lithium-ionsysteem en het brandgevaar is nihil, stellen onderzoekers van Pacific Northwest National Laboratory in Nature Communications.

Ze willen beide elementen gebruiken in een zogeheten redoxflowaccu. Daarbij pomp je twee zoutoplossingen langs een membraan. Om op te laden leg je over dat membraan een potentiaalverschil aan zodat lading van de ene naar de andere vloeistof gaat; ontladen gaat helemaal vanzelf zodra je de spanningsbron vervangt door een stroomverbruiker.

De capaciteit van zo’n systeem hangt helemaal af van de grootte van de vloeistoftanks aan weerszijden van het membraan. Het principe is dan ook ideaal als buffer in een elektriciteitsnet waarbij volume en gewicht er niet toe doen en capaciteit des te meer.

In dit geval ga je voor beide oplossingen uit van zinkjodide, ZnI₂, in water. Het membraan laat alleen kationen zoals Zn²⁺ door. Bij opladen wordt vervolgens aan de ene kant van het membraan Zn²⁺ gereduceerd tot metallisch zink, dat tijdelijk op de elektrode neerslaat. Aan de andere zijde wordt I^- geoxideerd tot I₃^-, een ‘polyjodide’ dat anders dan I₂ uitstekend oplost in water. De bedenkers spreken dan ook over een ‘zink-polyjodidebatterij’.

Ze claimen dat de ladingsdichtheid, die je in dit systeem kwijt kunt, een paar keer hoger is dan die van bestaande flowaccu’s die met zink/bromide of met vanadium werken. Zelfs toepassingen in auto’s of treinenzijn niet helemaal ondenkbaar, al is het systeem daarvoor aan de zware kant. Het gaat goed bij temperaturen van -20 tot +50 graden Celsius (de hoge zoutconcentraties geven een aardige vriespuntsdaling!) Bovendien is jodium niet zo agressief, zodat je aardig kunt besparen op de corrosiebestendigheid van je leidingen en tanks.

Nadeel is wel dat het metallische zink de neiging heeft om boompjes (‘dendrieten’) te vormen die uiteindelijk door het membraan heen groeien. Maar dat probleem, dat ook bij lithium-ion-accu’s berucht is, blijk je in dit geval aardig te kunnen tegengaan met wat ethanol in het elektrolyt.

bron: PNNL