A lítium-fém akkumulátorok olyan újratölthető akkumulátorok, amelyek tiszta fém lítiumot használnak az akkumulátor egyik elektródájaként. Nagy energiasűrűségük miatt ezek az egységek különösen jól használhatók lennének a megújuló energia tárolására, a mobilokban, táblagépekben, laptopokban, vagy épp az elektromos járművekben.
A tudósok emiatt régóta próbálnak áttérni a lítium-ionról a lítium-fém felépítésre, ezt azonban hátráltatja, hogy a hagyományos elektrolitok nem teljesítenek túl jól a fémalapú akkumulátorokban. Márpedig ez alapvető lenne, mert lehetővé teszi az elektromos töltés mozgását az akkumulátor két kivezetése között, és elindítja azt az elektrokémiai reakciót, amely a tárolt kémiai energia elektromos energiává történő átalakításához szükséges. Könnyen lehet azonban, hogy a probléma megoldása egyszerűbb, mint eddig gondoltuk.
A Nature Materials című tudományos lapban közzétett publikációban az amerikai Brown Egyetem tudósai azt írják, hogy a hosszabb élettartamú akkumulátorok kulcsa abban rejlik, hogy megértsük, hogyan távolítja el a szappan a szennyeződéseket.
A szappan apró struktúrákat, úgynevezett micellákat hoz létre, amelyek hídként működnek a víz és a megtisztított anyag között. A szennyeződést ezekbe a micellákba csomagolja be, ami aztán a vízzel együtt tud távozni a megtisztított felületről. A kutatók úgy vélik, hasonló folyamat játszódik le a nagy koncentrációjú elektrolitokban.
A lítium-ion akkumulátorok elektrolitjai folyékony oldószerben oldott alacsony koncentrációjú sóból készülnek. Az új típusú elektrolitok azonban úgy jönnek létre, hogy egy oldószerben nagy koncentrációjú sót kevernek össze egy másik folyadékkal: a hígítószerrel. A tudósok szerint ez javítja az elektrolitok áramlását, így az akkumulátor teljesítménye fenntartható. Bin Li, a tanulmány egyik szerzője szerint a szappan szerepét az akkumulátorban az oldószer játssza, ami megköti a hígítót és a sót is.
A svédországi Chalmers Műszaki Egyetem kutatóinak az elektromos autó használt akkumulátorából a lítium 98, az alumínium 100 százalékát sikerült visszanyerniük. Az úttörő újrahasznosító eljárás feltalálói reményei szerint újraformálhatja az akkumulátorgyártást.
Bár a laboratóriumi tesztek során a technológia jól szerepelt, a működése mögötti mechanizmus egyelőre nem teljesen ismert, így azt sem lehet kijelenteni, hogy széles körben lehetne használni. A kutatók szerint ugyanakkor most már tudni lehet, hogy a hígítót, az oldószert és a sót milyen arányban kell összekeverni ahhoz, hogy a rendszer jól működjön. Ebből az eredményből a jövőben már ki lehet indulni, ami elvezethet a lítium-fém akkumulátorok alkalmazásához.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.