Een organisch molecuul dat wordt gebruikt in kleurstoffen en antibiotica kan de sleutel zijn tot goedkopere, efficiëntere redoxflow-batterijen. Wetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory van het Department of Energy ontwikkelden een zeer omkeerbaar, in water oplosbaar materiaal op basis van fenazine. De verbinding zou kunnen dienen als alternatief voor vanadium, die wordt gebruikt in batterijen op netschaal om elektriciteit op te slaan.

PNNL-onderzoekers ontwikkelden het materiaal in een poging om de kosten van redoxflow-batterijen te verlagen. Momenteel, veel commerciële redoxflow-batterijen gebruiken een op vanadium gebaseerde elektrolyt. Vanadium wordt voornamelijk gebruikt bij het maken van staal en als grondstof, de kosten kunnen variëren op basis van vraag en aanbod. Om deze kostenbeperkingen te overwinnen, Wetenschappers van PNNL hebben een nieuw materiaal op basis van fenazine ontwikkeld als alternatief voor vanadium, zoals beschreven in: Natuur Energie .

"Dit is een belangrijke ontwikkeling voor organische stroombatterijen, " zei Imre Gyuk, Director of Energy Storage bij DOE's Office of Electricity die dit werk bij PNNL ondersteunde. "Er is veel belangstelling voor het potentieel voor in water oplosbare, organische redoxmaterialen als alternatief voor op vanadium gebaseerde batterijen. Echter, het probleem is om de materialen daadwerkelijk in water op te laten lossen en de gewenste elektrochemische eigenschappen te behouden."

Het PNNL-onderzoeksteam, onder leiding van hoofdwetenschapper Wei Wang, wist dat fenazine - een natuurlijk voorkomende verbinding - de benodigde redoxreacties bezit; maar, was niet oplosbaar in water. Dus, PNNL-onderzoekers ontwikkelden een methode om fenazine chemisch te modificeren, het produceren van een in water oplosbaar derivaat dat ook zijn redox-eigenschappen optimaliseert. Wanneer opgelost in de elektrolytoplossing, het team vond 90 procent van het opgeloste fenazine dat beschikbaar was om energie te vervoeren.

Volgens Wang, het wijzigen van het fenazine is eenvoudig en schaalbaar. Hoewel het team nog een kostenanalyse moet uitvoeren, fenazine-precursorchemicaliën zijn gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop.

"De resultaten zijn veelbelovend, " zei Wang. "We hebben niet alleen een levensvatbaar alternatief voor vanadium ontwikkeld, hebben we een gestructureerde, virtuele screeningaanpak die ons zal helpen nieuwe veelbelovende materialen te identificeren."

PNNL zal doorgaan met het testen van een op fenazine gebaseerde anolyt (negatieve elektrolyt) en is van plan een overeenkomstige katholiet (positieve elektrolyt) te ontwikkelen. gecombineerd, de oplossingen kunnen leiden tot een nieuw type redoxflow-batterij.