Jolán, Zsolt, Ödön, Bódog2019. november 20., szerda
Tudomány

Hamarosan lecserélhetők lesznek a lítiumos elemek

2017.05.06.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

Új ionvezetők kifejlesztésével svájci kutatók olyan akkumulátor-prototípusokat készítettek, amelyek alapanyaga nátrium és magnézium, a gyúlékony és robbanásveszélyes lítium helyett.

Fotó: Profimedia

A svájci nemzeti kutatási alap (SNF) támogatásával megvalósuló kutatási program célja, hogy olyan új ionvezetőket keressenek, amelyek felhasználhatók az újratölthető elemekben, a lítiumion alapuló technológia helyett.

A lítiumalapú akkumulátoroknak számos hátrányuk van, köztük az alapanyag korlátozott megléte, valamint biztonsági problémák, mivel túltöltés vagy magasabb feszültséggel való töltés esetén hő fejlődik, ami az akku felrobbanásához is vezethet.

Az Empa kutatólaboratórium Arndt Remhof vezette csoportja két prototípust fejlesztett ki, az egyikben a töltés tárolásához nátriummal helyettesítik a lítiumot, a másikban magnéziummal. Mindkét anyag haszna a lítiummal szemben, hogy korlátlanul rendelkezésre áll.

A kutatók előtt álló egyik kihívás az volt, hogy szilárd elektrolitokat állítsanak elő, amelyek az ionokat akadálytalanul képesek mozgatni. Az ionok helyváltoztatásának elősegítésére a kutatók kristályszerkezetű szilárd elektrolitokat fejlesztettek ki. A lítiumot magnéziummal és nátriummal helyettesítve a csoportnak teljesen meg kellett változtatni ezen anyagok kristályszerkezetét és új alapanyagokat és előállítási folyamatot kellett alkalmazni. Arndt Remhof a kutatást egy futballedző munkájához hasonlította: „Hiába vannak birtokunkban a kiváló alkotórészeket, ha ezeket nem a legjobb módon rakjuk össze, nem fogunk jó eredményt elérni.”

A nátriumion-alapú akkumulátor esetében a kutatóknak sikerült az ionok mozgását már 20 Celsius-foktól lehetővé tenni – írták a Chemical Communications című folyóiratban megjelent tanulmányukban. Ez azért fontos, mert a mozgáshoz az ionnak hőforrásra van szüksége, és a szobahőmérsékletű reakció előidézése kihívást jelent. A nátriumelektrolit ráadásul nem gyúlékony, 300 Celsius-fokig kémiailag stabil, ami megoldást jelent a lítiumalapú akkuk biztonsági problémáira. A nátrium ugyan kevesebb energiát tárol, mint az azonos tömegű lítium, ez nem probléma, ha az akku mérete nem lényeges.

A magnézium esetében is szilárd elektrolitot fejlesztettek ki. Az anyag alkalmazásának előnye, hogy azonos tömeg esetén majdnem kétszer több energiát tárol, mint a lítium, mivel a magnéziumionnak két pozitív töltete van. Ráadásul könnyű anyag, és nem áll fenn a robbanás veszélye. Ugyanakkor nehéz mozgásra bírni a magnéziumiont, ehhez legalább 400 Celsius-fokra volt szükség egyes kísérletekben. A svájci kutatók által kifejlesztett elektrolittal sikerült a vezetőképességet már 70 Celsius-foknál elérni. „Ez egy úttörő kutatás, és a koncepció kivitelezhető. Távol vagyunk még egy komplett, működő prototípustól, de megtettük az első fontos lépést célunk elérésére” – hangoztatta Elsa Rodern, a kutatások vezetője.

Hozzászólások

Elsőként talált bizonyítékot a világegyetem tágulására

Elsőként talált bizonyítékot a világegyetem tágulására

1889. november 20-án született Edwin Powell Hubble amerikai csillagász, az extragalaktikus csillagászat megalapítója.

Húzós kérdés: hogy spóroljunk a WC-n elhasznált vízzel?

Húzós kérdés: hogy spóroljunk a WC-n elhasznált vízzel?

Naponta a világon 141 milliárd liter vizet használunk el a WC öblítésére, miközben egyre több helyen napi gond a vízhiány.

Rekonstruálták a mágneses mező hátborzongató hangját

Rekonstruálták a mágneses mező hátborzongató hangját

Mikor a Napból érkező töltött részecskék elérik a Föld mágneses mezejét, látványos hatást váltanak ki.

A borzok védőoltása szüntetheti meg a szarvasmarha tbc-t

A borzok védőoltása szüntetheti meg a szarvasmarha tbc-t

A borz hordozója a szarvasmarhákat megbetegítő TBC baktériumának, s időnként át is adja a fertőzést, ennek pedig súlyos gazdasági következményei vannak.

Felmérték a világtengerek planktonállományát

Felmérték a világtengerek planktonállományát

35 ezer vízmintát elemeztek és feltárták a tengerek táplálkozási láncának alapját képező plankton sokszínűségét, változásait.

National Geographic 2019. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

8 220 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket