Een project van Spaanse onderzoekers en andere medewerkers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) suggereert het gebruik van chitine uit garnalenschalen om elektroden te produceren voor vanadiumstroombatterijen. De resultaten van het werk zijn onlangs gepubliceerd in ACS Duurzame Chemie &Engineering .

"We stellen voor om deze vanadiumstroombatterij-elektroden te produceren uit chitine, een materiaal van garnalenschelpen, die, naast koolstof, bevat stikstof, " zegt Francisco Martin-Martinez, een chemisch ingenieur en een van de auteurs. "Vanadium redox flow batterijen, in tegenstelling tot lithiumbatterijen die in de auto-industrie worden gebruikt, bieden geen hoge energiedichtheid, maar bieden wel een groot volume aan energieopslag tegen lage kosten, waardoor ze ideaal zijn voor het opslaan van energie uit hernieuwbare bronnen zoals zonne- en windenergie, waarvan de energieproductie intermitterend is."

Martin-Martínez, een expert in de ontwikkeling van bio-geïnspireerde materialen, wijst erop dat koolstofelektroden meestal worden gebruikt om de stroom van elektronen van de ene kant van de batterij naar de andere te vergemakkelijken:"We hebben deze elektroden gemaakt van chitine, een materiaal van garnalenschelpen. Chitine is een polysacharide, vergelijkbaar met cellulose, die wordt gevonden in het exoskelet van schaaldieren en insecten."

Verbeterde prestatie

De eigenaardigheid van chitine, hij zegt, "is dat, naast koolstof, het bevat ook stikstof, die tijdens het productieproces in de structuur van de elektrode wordt verwerkt, het verbeteren van de prestaties." Deze parameter is in detail beschreven door de auteurs in de paper.

In feite, het team heeft de voordelen van stikstof in de chemische structuur van de elektrode bewezen, waar het de overdracht van elektronen tussen de vanadiumionen vergemakkelijkt. "Blijkbaar, er zijn koolstofelektroden die een betere prestatie kunnen opleveren, maar de sleutel tot dit project is om dergelijke elektroden te produceren uit afvalmateriaal, in dit geval, chitine uit garnalenschelpen, ", zegt Martín-Martínez. Hij benadrukt zijn goede prestaties, en de lage kosten en duurzaamheid van het uitgangsmateriaal.

Momenteel, elektroden van dit type zijn hoofdzakelijk gemaakt van verkoold polyacrylonitril, een synthetisch polymeer, dus de productie ervan uit een afvalproduct zoals chitine is, naar de mening van Martín-Martínez, "een duurzamer alternatief."

Martín-Martínez zegt, "Deze elektroden van garnalenafval kunnen ook worden toegepast in supercondensatoren, elektrochemische apparaten die een zeer hoge energiedichtheid bieden, en zelfs bij ontziltingsprocessen, hoewel we ons hebben gericht op vanadium redox flow-batterijen, "