Aluminium waterbatterij helpt onbemande onderzeeërs beter presteren

Een technologie ontwikkeld door de Massachusetts Institute of Technology (MIT) helpt onbemande onderzeeërs beter presteren. Het zogenoemde Open Water Power gebruikt daarvoor een op gelegeerd aluminium gebaseerd energiesysteem.

Gelegeerd

Veel onbemande onderwater voertuigen (UUV’s is de Engelse afkorting) gebruiken lithiumbatterijen. Maar die hebben wel wat nadelen. Zo zijn ze brandbaar waardoor ze meestal niet door de lucht vervoerd kunnen worden. Daarnaast is hun energie-dichtheid beperkt; er zijn vaak dure service-schepen nodig om de batterijen op te laden. Daarnaast moeten de batterijen ingekapseld worden in metalen drukvaten, wat ook veel geld kost.

Het OWP-energiesysteem, dat gebaseerd is op jarenlang onderzoek, is volgens de makers veiliger en goedkoper dan lithiumbatterijen en gaat langer mee. Het bestaat uit gelegeerd aluminium, een kathode voorzien van een combinatie van elementen (met name nikkel) en een alkaline en een alkalische elektrolyt die tussen de elektroden geplaatst is.

Water in batterij

Als een UUV voorzien is van het energiesysteem in de oceaan wordt geplaatst, wordt zeewater in de batterij gezogen wat met de kathode wordt gesplitst in hydroxide anionen en waterstofgas. De anionen hebben een interactie met de aluminium anode waardoor aluminium hydroxide wordt aangemaakt en elektronen worden vrijgegeven. Deze elektronen gaan terug naar de kathode en geven ondertussen energie af. Daarna begint de cyclus opnieuw. Zowel de aluminium hydroxide en het waterstofgas worden afgestoten als ongevaarlijk afval.

Componenten worden alleen geactiveerd als ze overstroomd worden met water. Als de aluminium anode eenmaal verroest, kan deze tegen lage kosten vervangen worden. Het energiesysteem kan beschouwd worden als een soort onderwater motor, waar de chemische reacties ontstaan door het water, in plaats van door lucht zoals bij automotoren het geval is.

Olieverkenning

De energiesystemen hebben verschillende toepassingen: het kan UUV’s dieper laten en langer laten duiken. Ze kunnen vervolgens scheepswrakken op de bodem inspecteren, de bodem in kaart brengen en ander onderzoek doen. Ze kunnen ook gebruikt worden in militaire applicaties en voor olieverkenning op zee. Met OWP kan een onderzeëer een tien keer zo lange afstand dan normaal afleggen en zodoende veel meer pijpleidingen controleren.

“Alles dat men onderwater wil doen of onderzoeken, zou hiermee een stuk makkelijker moeten worden”, stelt Salmon McKay, de mede-oprichter van OpenWater Power. “We zijn klaar om de oceanen te veroveren.”

Door: Kelly Bakker

Bron: MIT