Kínai kutatók forradalmi megoldással álltak elő az akkumulátoroknál

Kínai kutatók olyan módszert fejlesztettek ki, amivel visszaállítható az elhasználódott akkumulátorok újkori állapota. A sanghaji Fudan Egyetem munkatársai által kidolgozott, „precíziós terápia” nevű eljárás akár 12 ezer töltési ciklusig képes kitolni az akkumulátorok élettartamát.

A kortárs technika fejlődésének egyik komoly gátja az eszközökben, járművekben vagy energiatárolókban használt akkumulátorok korlátozott képességeiben rejlik. A probléma egyik része, hogy a lítiumalapú elemek az elméleti fizikai maximumon sem képesek annyi energiát tárolni, mint ugyanakkora tömegű folyékony szénhidrogén-üzemanyag vagy akár a szénmentes hidrogén. A maximumot ráadásul nem érhetjük el közvetlenül, mert nem gyulladó/robbanó, hanem sokáig használható akkumulátort akarunk. A kompromisszum eredménye a ma használt 1000-1500 töltés-lemerítés ciklust kiszolgáló, 6-8 évig használható akkumulátor.

A tömeg és élettartam mellett a képlet harmadik tényezője az akkumulátorok ára, ami kifejezetten magas. Egy elektromos autó akkumulátorcseréje általában kettőtől nyolcmillió forintig terjed, ami komoly csapás az egyénre, az elektromos autózásra és a környezetre nézve. Mindezeket figyelembe véve komoly fordulópontot jelenthet a kínai tudósok akkumulátor-visszafiatalító eljárása, ami a napi gyakorlatban is használhatóvá válik.

Ahogy egy emberi betegséget is kezelnénk: arra összpontosítunk, hogy a problémás részt javítsuk az egészséges részek megtartásával

– ismertette filozófiai kiindulópontjukat Gao Yue.

A Nature hasábjain megjelent beszámoló szerint a lényeg, hogy a lítiumion-akkumulátorban az anód és katód között aktív lítium ionok utaznak. Az akkumulátor kapacitása azért csökken, mert fokozatosan elveszíti ezeket az ionokat. A sanghaji kutatók szerint a megoldásuk, hogy egy különleges anyagot fecskendeznek az akkumulátor belsejébe, ami visszajuttatja az ionokat.

Úgy közelítettük meg a dolgot, hogy megtartjuk a még működő anódot és katódot. Az volt a cél, hogy olyan átalakító anyagot fejlesszünk ki, amely precíz lítiumpótlást biztosít, és ezzel meghosszabbítja az akkumulátor életét

– magyarázta Gao.
Varázslatos elixír

A megfelelő javítóanyag megtalálása nem volt triviális kihívás, annak ugyanis feladatot kell teljesítenie: fel kell oldódnia az elektronok mozgását biztosító elektrolitban, reakciókban kell részt vennie, anélkül, hogy károsítaná a meglévő alkatrészeket, ezután pedig távoznia is kell, hogy a folyamat megismételhető legyen. A kínai tudósok a szakmai tudásukat mesterséges intelligenciával turbózták fel, négyéves munkával végeredményben így jutottak a CF3SO2Li-hez, vagyis a lítium-trifluor-metánszulfináthoz. A terápiának alávetett akkumulátorok élettartamát a jelenleg szokásos 500-2000 töltési ciklusról 12-60 ezer köré tudták hozni. Aksigyógyító tulajdonságai mellett a CF3SO2Li könnyen előállítható, olcsó, és különböző akkumulátortípusoknál is alkalmazható.

A kínai állami televízió termelési riportjában Gao elmondta, hogy egy modern elektromos autó napi két töltés mellett három év alatt veszíti el kapacitása 30 százalékát. A módszerük tesztjei során azonban 11 818 feltöltés alatt mindössze 4 százalékkal csökkent a kapacitás, a jármű akkumulátorai így akár 18 évig használhatók maradnak. A sikeres felfrissítés ráadásul kiváltja az akkumulátorok újrahasznosítását. Mivel a lítiumion-akkumulátorok nem szabványosak és rengetegféle van belőlük, a feldolgozásuk gyakorlatilag a szétverésükkel jár, ami nem környezetbarát.

A Fudan munkatársai jelenleg a akkumulátorgyártókkal tárgyalnak a fejlesztésük hasznosításáról, és közben az aksifiatalító anyag ipari léptékű gyártását készítik elő.

index.hu