Akkumulátor Blog

Kevlárszálakkal ötször erősebb lítiumion-akkumulátor hozható létre

2022.03.05

A mai lítium-ionos megoldásoknál akár ötször nagyobb energia tárolására alkalmas képességük miatt a kutatók élénk érdeklődést mutatnak a lítium-kén akkumulátorok iránt – a Michigani Egyetem tudóscsapata tett egy lépést a bennük rejlő valós lehetőségek megvalósítása felé.

„Számos jelentésben több száz ciklusról számoltak be a lítium-kén akkumulátorok esetében, de ezt más paraméterek – például kapacitás, töltési sebesség, rugalmasság és biztonság – rovására érik el. A kihívást manapság az jelenti, hogy olyan akkumulátort készítsünk, amely a korábbi 10-ről több százra növeli a ciklusszámot, és több más követelménynek is megfelel, beleértve a költségeket is” – mondta a kutatócsoport vezetője, Nicholas Kotov.

Kotov és kollégái e kihívás megoldása során az úgynevezett aramid nanoszálakhoz fordultak, amelyek a kevlárszálak nanoméretű változatai, és gondosan megtervezett, a sejtmembránok szerkezetét utánzó hálózatokká alakították őket. Ezt az anyagot egy elektrolitgéllel töltötték fel, ami megakadályozza az akkumulátorok meghibásodásának egyik gyakori okát, amit az egyik elektródán felbukkanó tűszerű kinövések, a dendritek idéznek elő.

Az újszerű membrán előnyei azonban ennél is messzebbre mutatnak. Ahogy a lítium-kén akkumulátor ciklikusan működik, a lítium és a kén apró részecskéi, az úgynevezett lítium-poliszulfidok a lítiumhoz áramlanak, és veszélyeztetik az eszköz kapacitását. A csapat ezt a problémát úgy oldotta meg, hogy apró csatornákat épített be a mesterséges membránba, és elektromos töltést adott hozzá, amely taszítja a részecskéket, miközben a pozitív töltésű lítiumionok szabadon áramolhatnak.

Ennek az úgynevezett ionszelektivitásnak az eredménye egy „majdnem tökéletes” kialakítású lítium-kén akkumulátor. Kotov szerint az eszköz az elméleti határokat megközelítő hatásfokkal büszkélkedhet, míg kapacitása ötszöröse egy hagyományos lítium-ion akkumulátorénak – ez olyan elektromos járműveket tehet lehetővé, amelyek például ötször hosszabb utat tudnak megtenni anélkül, hogy újratöltésre lenne szükségük.

A tudósok várakozásai szerint valós környezetben, gyorstöltési technológiával az akkumulátor körülbelül 1 000 ciklust bírna ki, ami 10 éves élettartamnak számít. Az eszköz mellett szól az is, hogy a kén beszerzése és előállítása jóval könnyebb, mint a lítium-ion akkumulátorokban használt kobalté, az aramidszálakat pedig régi golyóálló mellényekből is ki lehet nyerni, így összességében környezetbarátabb a megoldás.

liner.hu


Kapcsolódó információk

2021.04.25

Lengyel lítiumion-akkumulátorok mozgathatják Európát?

Az elektromos gépjárművekben használt lítiumion-akkumulátorok lettek a lengyelországi export főszereplői. A legtöbb akkumulátor Európában talál gazdára, ha azonban Lengyelország meg […]

további részletek
2020.06.05

Itt az első villanyautó, amelynek akkumulátorára tíz év garanciát adnak

A Lexus első elektromos autója, az UX 300e jövőre érkezik. Lesz egy nagy újdonsága. A jelenleg 95 százalékban öntöltő hibrid […]

további részletek
2024.03.05

Szilárdtest-akkumulátorok gyártására készül a Toyota

A japán vállalat hosszabb ideje készül technikai ugrásra. Egy friss bejelentés szerint már a célegyenesben vannak. Együttműködésre lépett a Toyota […]

további részletek
2020.01.05

Kína megcsinálta az akkumulátort, amitől jóval tovább bírja egy feltöltéssel a telefon

A kínai Csinghua Egyetem kutatóinak köszönhetően kerülhet a világon először gyártásba a szilárdtest-akkumulátor, amelynek köszönhetően nemcsak a mobil üzemideje, de […]

további részletek