A szilárdtest akkumulátorok az energiaforrások új irányát jelentik.
A legnagyobb szereplők a szilárdtest akkumulátorok fejlesztésében: a Toyota, a QuantumScape, a Solid Power és a Samsung. Az iparág folyamatosan dolgozik azon, hogy a laboratóriumi szintű fejlesztéseket a valós alkalmazásokba is átültessék.
A szilárdtest akkumulátorok egy izgalmas és ígéretes technológia. A hagyományos lítium-ion akkumulátorokban a tárolt energia egy elektrolit segítségével áramlik a pozitív és negatív pólus között, amely folyékony formában van. A szilárdtest akkumulátoroknál ehelyett egy szilárd elektrolitot használnak, ami több előnnyel is jár, mint például jobb biztonság, magasabb energiasűrűség és hosszabb élettartam. Ezek az akkumulátorok gyakran kisebb tűz- és robbanásveszéllyel rendelkeznek, mivel nem használnak folyékony elektrolitot, ami könnyen gyulladásba jöhet. Ezen kívül nagyobb energiasűrűséget lehet elérni, ami hosszabb üzemidőt és gyorsabb töltést jelenthet. A szilárdtest akkumulátorok fejlesztése mostanában felgyorsult, mivel nagy lehetőségeket kínálnak mind az autóiparban, mind a mobil technológiai eszközök terén. Több kutatócsoport és vállalat dolgozik rajtuk, hogy valóban piacképes termékeket hozzanak létre. Az egyik legnagyobb kihívás a szilárd elektrolitok hatékonysága, különösen azoknak a szilárd anyagoknak az élettartama és teljesítménye, amelyek az ionok gyors és könnyed mozgását teszik lehetővé.
Új szilárd elektrolit anyagok
A kutatók próbálnak olyan szilárd elektrolitokat találni, amelyek jobb vezetőképességgel rendelkeznek, mint a jelenlegi megoldások. Az ilyen anyagok kulcsszerepet játszanak a teljesítmény növelésében. Jelenleg a legígéretesebb anyagok között szerepelnek a kerámia alapú elektrolitok, mint a szulfidok vagy a perovszkitok.
A szilárdtest akkumulátorok előnye, hogy biztonságosabbak a hagyományos lítium-ion akkumulátorokhoz képest, mivel nem tartalmaznak gyúlékony folyadékokat.
A szilárd elektrolitoknál azonban felmerülhetnek problémák a mechanikai sérülésekkel (például repedések) és a hőmérsékleti hatásokkal kapcsolatban, ezért fontos, hogy a fejlesztések során a tartósságot és a biztonságot egyaránt figyelembe vegyék. A szilárdtest akkumulátoroknak képeseknek kell lenniük arra, hogy nagyobb energiasűrűséget érjenek el, mint a hagyományos lítium-ion akkumulátorok. Ezzel hosszabb akkumulátor üzemidőt lehet elérni, például elektromos autókban, anélkül hogy a méretük vagy a súlyuk növekedne. Fő előnyük azonban, hogy gyorsabban tölthetők, miközben hosszabb élettartamúak, mivel kevesebb a belső károsodás az újratöltések során. Azonban még mindig akadnak technológiai akadályok, hogy ezeket az akkumulátorokat az ipari szintű termelésbe át lehessen tenni. Bár a kutatásban és prototípusokban már vannak ígéretes eredmények, a szilárdtest akkumulátorok tömegtermelése még mindig nem éri el a kívánt szintet. A gyártás költségei és a méretezhetőség jelentős kihívásokat jelentenek. A cél, hogy a szilárdtest akkumulátorok ára versenyképessé váljon a jelenlegi lítium-ion technológiákkal.
Perovszkitok
A perovszkitok olyan ásványok, amelyek a perovszkit kristályszerkezetet követik, és ez a szerkezet egy speciális, háromdimenziós rácsot jelent. Az ilyen típusú ásványok neve a perovszkit nevű ásványból származik, amit egy orosz geológus, Lev Perovszkij után neveztek el. Az egyik legismertebb perovszkit ásvány a kalcium-titánát (CaTiO₃), de más perovszkitok is előfordulnak, amelyek különböző alkalmazásokban hasznosíthatóak, például napcellákban, elektronikai eszközökben vagy katalizátorokként.
Forrás: MM
Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!
