Onderzoekers van het Japanse Agentschap voor Atoomenergie hebben de eerste oplaadbare batterij ter wereld ontwikkeld op basis van verarmd uranium. Ze hebben met succes aangetoond dat de batterij kan worden opgeladen en ontladen. Een ontdekking!
Met de opkomst van hernieuwbare energie is de behoefte aan energieopslag de afgelopen jaren toegenomen. Tegelijkertijd groeit de interesse in de ontwikkeling van nieuwe technologieën op dit gebied. In Japan hebben onderzoekers van het Japan Atomic Energy Agency ’s Nuclear Science Research Institute een oplaadbare batterij ontwikkeld met verarmd uranium als actief materiaal. Deze innovatie zou kunnen voldoen aan de groeiende behoefte aan efficiënte energieopslagcapaciteiten en het beheer van kernafval kunnen veranderen. Volgens de World Nuclear Association is er bijna 1,6 miljoen ton verarmd uranium in de wereld. In het huidige tempo zal dit cijfer waarschijnlijk elk jaar toenemen.
Verarmd uranium (DU) als actief materiaal
Conventionele batterijen gebruiken meestal lithium of lood om de elektronenstroom te bevorderen en elektriciteit te produceren. In deze oplaadbare batterij hebben Japanse onderzoekers gekozen voor uranium als actief materiaal. Volgens hen heeft dit metaal unieke chemische eigenschappen en wordt het al lang erkend als een potentieel actief materiaal in chemische batterijen. Het materiaal dat ze gebruikten zou dezelfde chemische eigenschappen hebben als verarmd uranium, afkomstig van het proces om natuurlijk uranium te verrijken voor nucleaire brandstof. Ter herinnering: DU wordt beschouwd als kernafval vanwege de beperkte toepassingen. Wetenschappers geven aan dat het dankzij hun onderzoek een waardevolle grondstof zou kunnen worden.
Indrukwekkende prestaties
Onderzoekers van het Japanse Agentschap voor Atoomenergie hebben een prototype van een oplaadbare nucleaire batterij ontwikkeld die een elektrolyt met ijzer gebruikt voor de positieve elektrode en een elektrolyt met uranium voor de negatieve elektrode. Van dit prototype, dat 10 cm breed en 5 cm hoog is, wordt gezegd dat het indrukwekkende prestaties heeft laten zien. “Hij is 10 keer opgeladen en ontladen en zijn prestaties zijn vrijwel onveranderd gebleven ‘, legt het onderzoeksteam uit, eraan toevoegend dat deze stabiliteit een ’ belangrijke indicator is van zijn levensduur en betrouwbaarheid ”. Volgens hen biedt deze batterij een veelbelovende oplossing voor het opslaan van overtollige elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen. Bovendien zou het, als het succesvol ontwikkeld en gecommercialiseerd wordt, een levensvatbare oplossing kunnen zijn voor het exploiteren van de grote hoeveelheid verarmd uranium die in Japan ligt opgeslagen.
Verbeteringen gepland in accucapaciteit en prestaties
Maar de onderzoekers zijn niet van plan om het hierbij te laten. Ze zijn van plan om de capaciteit en prestaties van de oplaadbare batterij verder te verbeteren door flowcellen te ontwikkelen. Ze wijzen erop dat ze momenteel bezig zijn met de ontwikkeling van elektrodes met een hogere capaciteit en een elektrolytcirculatiesysteem voor praktische toepassingen. Ze zijn van plan om een redox flowbatterij te maken die, let wel, pompen gebruikt om de elektrolyten te laten circuleren om de opslagcapaciteit te vergroten en de energieoverdracht te optimaliseren. De wetenschappers wijzen er echter op dat, vanwege de inherente radioactiviteit van uranium, het gebruik mogelijk beperkt zou kunnen worden tot omgevingen met gecontroleerde radioactiviteit, zoals kerncentrales.
Ze zeggen in ieder geval enthousiast te zijn over het belang van hun onderzoek, gezien de groeiende vraag naar oplaadbare batterijen en de toename van nucleair afval.
