Egy dél-koreai tudóscsoport éppen hatalmas áttörésről számolt be az elektromos járművek akkumulátor-technológiájában, felfedve egy „anódmentes” lítium-fém akkumulátort, amely csaknem megkétszerezi az energiasűrűséget anélkül, hogy az akkumulátort megnövelné. Ez a munka – a POSTECH, a KAIST és a Gyeongsang National University közös erőfeszítése – lehet a kulcsa annak, hogy végre Az elektromos autók nagy hatótávolságúak és a hideg időjárási megbízhatóság hiányzott belőlük.
Több energia bepakolása ugyanabba az akkumulátortérbe
A Soojin Park professzor és Dr. Dong-Yeob Han vezette kutatócsoport a POSTECH-nél egy 1270 Wh/l energiasűrűségű akkumulátort mutatott be. Összefoglalva, a mai elektromos járművek legtöbb lítium-ion akkumulátorának teljesítménye 650 Wh/l körül mozog. A térfogatsűrűség óriási üzlet az autógyártók számára, mert minden hüvelyk és minden font számít a jármű alvázának tervezésekor.
Unsplash
A titkos szósz itt az „anódmentes” kialakítás. Egy szabványos akkumulátorban van egy grafit anód, amely a lítium tárolóházaként működik. Ebben az új verzióban ez a ház eltűnt. Amikor feltölti az akkumulátort, a lítium-ionok a katódról kimozdulnak, és közvetlenül egy rézkollektorra helyezik magukat. A terjedelmes anód eltávolításával rengeteg belső teret szabadít fel, így több energiát tölthet be anélkül, hogy az akkumulátor fizikailag nagyobb.
Ez a koncepció évek óta az akkumulátortudomány „szent grálja”, de köztudottan nehéz megvalósítani. Általában a lítium egyenetlenül rakódik le, és apró, tűszerű tüskéket képez, amelyeket dendriteknek nevezünk. Ezek a tüskék átüthetik az akkumulátor belső rétegeit, rövidzárlatot, tüzet vagy nagyon rövid élettartamot okozva.
Ennek orvoslására a csapat egy kétlépcsős stabilizációs tervet dolgozott ki.
Először is kifejlesztettek egy „Reversible Host”-t – egy polimer keretet, amely ezüst nanorészecskékkel van megtöltve, amelyek vezetőként működnek, biztosítva a lítiumlemezek zökkenőmentes lefutását. Másodszor, egy speciálisan tervezett elektrolitot használtak, amely lítium-oxidból és lítium-nitridből védő felületi réteget hoz létre. Ez a réteg lényegében pajzsként működik, megakadályozva a veszélyes dendritek növekedését, miközben az ionokat továbbra is szabadon áramolják.
Unsplash
A teszt eredményei lenyűgözőek voltak. Az akkumulátor még stresszes körülmények között is megtartotta kapacitásának közel 82 százalékát 100 ciklus után. Lényeges, hogy a csapat ezt „tasakcellák” segítségével tesztelte, amelyek sokkal közelebb állnak a ténylegeshez valódi autókban használt akkumulátorformátumok. Emiatt a technológia sokkal valószínűbbnek tűnik, hogy a laborpadból a gyári padlóba kerül.
Mindenki számára, aki elektromos autót szeretne vásárolni, ez sokkal több mérföldet jelenthet egyetlen töltéssel, és sokkal kevesebb „hatótávolságot” jelenthet télen. Bár még nincs kereskedelmi megjelenési dátumunk, a kutatók biztosak abban, hogy megtalálták a reális utat egy biztonságosabb, nagy kapacitású akkumulátor felé, amely valóban túléli a napi vezetési igényeket.
