Jöhet a tíz másodperc alatt tölthető akkumulátor

A kompakt, nagyteljesítményű akkumulátorok már ma is kulcsfontosságú részét képezik a különböző mobileszközöknek, s az autóiparban is egyre nagyobb az érdeklődés irántuk, az Ars Technica értesülései szerint pedig a jövő, intelligens villamoshálózataiban is komoly feladat várhat rájuk. A gyors akkumulátorokat ugyanis a megújuló energiaforrások használatával egy időben hatékonyan lehet alkalmazni, a szolgáltatás esetleges kieséseinek (szélerőmű esetében például ha nem fúj a szél) áthidalására.

A Nature-ben megjelent beszámoló szerint az új fejlesztésű akkumulátorban arra az ismert tényre építettek a mérnökök, hogy a töltést lítiumionokkal szállítják az elemen belül. A lítium azonban egy olyan különleges anyagba ágyazták, amely jobb vezetőképességet produkál, ezért gyorsabban mozgathatóak a töltések, mint a hagyományos lítiumelemekben. Az eredmény egy olyan akkumulátor, amely a megfelelő elektródák használatával akár 10 másodperc alatt le tudja adni a töltést.

A megújuló energiával működő hálózatok fontos része lehet © Fazekas István

Az új módszer kidolgozása során a mérnökök rájöttek, hogy a hagyományos telepekben a töltési sebességet komolyan befolyásolja, hogy a lítium-ionok csak bizonyos helyeken tudnak ki-, és belépni az akkumulátorban alkalmazott kémiai só kristályaiból. Ennek áthidalására kitalálták, hogy a kristályok felületét lítium-foszfáttal vonják be 5 nanométer vastag rétegben. Ennek köszönhetően a lítium-részecskék jóval mozgékonyabbá válnak, ez pedig lehetővé teszi, hogy nagyobb sebességgel mozogjanak telepen belül.

Az eredmény lenyűgöző: az új módszerrel készült akkumulátorok több töltést képesek tárolni és a megfelelő elektródák alkalmazásával – a kapacitás rovására ugyan – drámaian csökkenthető a töltési idő: alig több mint kilenc másodpercre.

A jelenlegi kihívás a mérnökök számára, hogy ezen elektródákat tömeggyártásra alkalmassá tegyék. A kísérleti változatok erre még nem alkalmasak, mivel túl sok helyet foglalnak, ez pedig rontja az akkumulátor hatásfokát.

Ennél is lényegesebb, hogy jelenleg egyelőre igen energiaigényes feltölteni ezeket a telepeket, így még meg kell találni a megfelelő megoldást, hogy az új fejlesztés megjelenhessen a különböző eszközökben és villamos hálózatok alkatrészeként.