Az egész akkumulátoripart felforgathatja egy forradalmi megoldás

Ausztrál és kínai kutatók azt ígérik, hogy hamarosan kereskedelmi forgalomban is elérhető lesz az akkumulátor, ami forradalmi technológiájának köszönhetően sokkal biztonságosabb és hatékonyabb lesz, mint az eddig használt akkumulátorok, mindezt a környezetre káros összetevők nélkül – számolt be a hírről az Interesting Engineering.

A Journal of American Chemistry című folyóiratban mutatták be a dél-ausztráliai Flinders Egyetem és a kínai Zhejiang Sci-Tech Egyetem kutatói által közösen kifejlesztett új akkumulátortípust, melynek különlegessége, hogy egyedülálló módon vízalapú elektrolitokat használ.

Az akkumulátor 800 cikluson keresztül stabil 1,25 V kimeneti feszültséget és 110 mAh g-1 kapacitást képes biztosítani minimális degradáció (0,028% veszteség ciklusonként) mellett.

A kutatásban részt vevő egyik tudós, Zhongfan Jia docens a Flinders Egyetemen vezeti laboratóriumát. Jia professzor kihangsúlyozta, hogy a legtöbb akkumulátor veszélyes anyagokat tartalmaz, és a hulladéklerakókban vagy máshol eldobva szennyezhetik a környezetet. Az ólom, a kadmium és a higany egyaránt veszélyesek az emberekre és az állatokra, valamint szennyezhetik a talajt és a vizet, továbbá hosszú időn át a környezetben maradnak.

Az új technológia kapcsán elmondta, hogy az akkumulátoruk vízalapú elektrolitokat használ, amelyek tűzállóak és a levegőben stabilak, így biztonságosak és fenntarthatóak. Azt is elmondta, hogy a környezetre gyakorolt hatás csökkentése érdekében biológiailag lebomló anyagokat használtak a puha csomagolású akkumulátorokhoz.

Ha ez valóban igaz, az alumínium-ion akkumulátorok környezetbarát alternatívát jelenthetnek a sokat vitatott lítium-ion akkumulátorokkal szemben, amiket jelenleg a szórakoztató elektronikában, az elektromos járművekben és a megújuló energiatároló rendszerekben használnak.

Elmondta, hogy az alumínium-ion akkumulátorok a Földben bőségesen rendelkezésre álló anyagokból készülnek, emellett sokkal nagyobb energiasűrűséget biztosítanak, mint a lítium-ion akkumulátorok, ezáltal ezeknek a két legnagyobb hátrányát is kiküszöbölik. Érdekesség, hogy jelenleg is vannak AIB-ek (aluminium-ion battery), ezeknek azonban volt egy nagy problémája: az Al3+ ionkomplexek lassú mozgása volt, ami alacsony katódhatásfokú AIB-ekhez vezetett. Bár kísérleteztek megoldásokkal, de nem tudták növelni ezek teljesítményét.

A kutatócsoport által kifejlesztett újszerű kialakítás viszont megoldotta ezt a problémát azzal, hogy stabil gyököket használtak katódként, amelyekkel nagy kimeneti feszültséget és nagy kapacitást lehet elérni kiváló ciklikus stabilitás mellett. A jövőbeni célja a kutatóknak, hogy tovább optimizálják az akkumulátor teljesítményét, és a kereskedelmi forgalomba hozatal érdekében skálázzák a gyártást.