Kínai mérnököknek sikerült olyan cink-levegő akkumulátort létrehozniuk, amely a tesztek alapján sokkal hatékonyabb az eddigi fejlesztéseknél.
Komoly előrelépést értek el a Kínai Tudományos Akadémia mérnökei a cink-levegő akkumulátorok fejlesztésében. A szakemberek olyan grafén katalizátort hoztak létre, amelynek köszönhetően az egység hatásfoka 98 százalékra nő, a szerkezet pedig több mint 820 órán, vagyis több mint 34 napon át képes működni.
Az FG-3 néven emlegetett katalizátor 3,1 százaléknyi fluort is tartalmaz. A mérnökök szerint a grafén alapú katalizátor jelentősen javíthatja a cink-levegő akkumulátorok hatékonyságát és tartósságát. Laboratóriumi tesztek során az akkumulátor lenyűgöző, 98 százalékos hatásfokot ért el, és több mint 820 órán keresztül stabilan működött környezeti – tehát nem laboratóriumi – levegő használatával.
További jó hír, hogy 1500 töltési ciklus után a hatásfoka még mindig 97,6 százalékos volt. Az eredményeket az Angewandte Chemie International Edition című tudományos lapban publikálták.
A cink-levegő akkumulátor, ahogy a neve is mutatja, cink és levegő segítségével tárolják az elektromos áramot. Működése során a cinkfém negatív elektródaként szolgál, míg a pozitív elektródán az oxigén lép reakcióba. Ígéretes alternatívát jelentenek a lítium-ion akkumulátorokkal szemben, mivel annál mennyiségű energia tárolására képesek.
Újratölthető cink-levegő akkumulátor környezetbarát, nagy teljesítményű prototípusát fejlesztették ki a Debreceni Egyetem természettudományi és technológiai karának kutatói: az új típusú energiatároló cellulózalapú, biológiailag lebomló anyagokat használ adalékanyagként és membránként, a fejlesztés már a léptéknövelés fázisában tart.
A cink további előnye, hogy sok van belőle, viszonylag olcsó, és nagy energiasűrűséggel rendelkezik. Eddig azonban gyakorlatilag lehetetlen volt az ilyen típusú akkumulátorok újratöltése, ami elsősorban a töltés és kisütés során végbemenő összetett kémiai reakcióknak köszönhető. Ezek a reakciók jelentős energiaigénnyel járnak, ami csökkentheti a cink-levegő akkumulátorok hatásfokát, és felgyorsíthatja az anyagok elhasználódását.
A probléma megoldása érdekében a kínai kutatók egy olyan, oxigént és hidrogén-peroxidot használó reakciót alkalmaztak, amely megoldást kínálhat a dologra – írja az Interesting Engineering.
A szakemberek hevítés segítségével többféle fluorozott grafént hoztak létre, amelyek közül az FG-3 tűnt a befutónak. Az anyag hatékonyabban vezette az elektromos áramot, és felpörgette a kémiai reakciókat is.
A szakemberek cinkalapú akkumulátorban tesztelték az újdonságot. Az eredmények azt mutatták, hogy az FG-3 grafénkatalizátor kivételesen jól teljesít. Az ezzel a katalizátorral készült, nem újratölthető cink-levegő akkumulátornak a csúcsteljesítménynél 569 milliwatt/négyzetcentiméter volt az energiasűrűsége. Ezzel párhuzamosan az újratölthető változat 98 százalékos ciklikus hatásfokot ért el.
A kutatók szerint az eredmények új irányt jelenthetnek a fémmentes szénkatalizátorok fejlesztéséhez.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
(Nyitóképünk illusztráció. Forrás: CATL)
A helyszín az a budapesti templom volt, amelynek a plébánosa Osztie Zoltán.
