Bár a töltési technológia sokat fejlődött az elmúlt években, az még mindig utópisztikus gondolat, hogy egy teljesen lemerült laptopot/telefon egy perc alatt, vagy egy elektromos autót nagyjából 10 perc alatt teljesen fel lehessen tölteni. Márpedig ez utóbbi mérföldkő elérése kiemelten fontos lenne az elektromos autók széleskörű elterjedéséhez, ezáltal pedig a globális felmelegedés visszaszorításához.

Az előrelépéshez az amerikai Colorado Boulder Egyetem kutatóinak felfedezése vezethet el. Ankur Gupta és csapata arra jött rá, miként mozognak a töltött részecskék, az ionok egy apró pórusokból álló összetett hálózaton belül. Ez az áttörés Gupta szerint megnyithatja az utat a hatékonyabb energiatároló eszközök kifejlesztése előtt.

Gupta és csapata arra a kérdésre koncentrált, hogy a porózus anyagoknál – például olajtartályoknál vagy vízszűrőknél – az áramlás elemzésére használt technológiát hogyan lehetne bizonyos energiatároló rendszerek esetében alkalmazni. A kutatók ehhez egy új modellt vezettek be, ami az elektrolit áramlását írja le a pórusok bonyolult hálózatában. Ez azért fontos, mert az elektromos áramot tároló szuperkondenzátorok működése azon alapul, hogy az elektrolit pórusaiban ionok halmozódnak fel. Ez a felhalmozódás rövidebb töltési időt és hosszabb élettartamot biztosít neki a hagyományos akkumulátorokhoz képest.

Gupta szerint a szuperkondenzátorok vonzereje épp a sebességben rejlik, a feltöltést és az energia leadását pedig csak úgy lehet gyorsabbá tenni, ha hatékonyabban mozognak az ionok. Ezek csak úgy tudnak hatékonyabban mozogni, ha pontosabban meghatározható a mozgásuk a pórusokon keresztül.

A kutatók munkája módosította az úgynevezett Kirchhoff-törvényt, amely 1845 óta határozza meg, miként folyik az áram az elektromos áramkörökben. Megállapították, hogy az ionok mozgása a pórusok metszéspontjában eltér a Kirchhoff-törvényben leírtaktól. Ennek oka, hogy korábban csak egyenes pórusokban írták le az ionok mozgását – írják a Proceedings of the National Academy of Sciences című tudományos lapban.

Úgy vélik, a felfedezés nemcsak a járművek és az elektronikai eszközök energiatárolása szempontjából fontos, hanem az elektromos hálózatok számára is az. Ezekben a hálózatokban ugyanis hatékony tárolásra van szükség, hogy alacsony kereslet esetén elkerülhető legyen a pazarlás, magas igény esetén pedig gyors legyen az ellátás.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.