Innováció

1000 kilométerrel növelheti az elektromos járművek hatótávját ez az új fejlesztés

Devenyi Dalma | 2024.12.11. 06:05

Az újonnan kifejlesztett lítium-kén (Li-S) akkumulátor energiasűrűsége eléri a 400 Wh/kg-ot, ami közel kétszerese a lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokénak.

 

Az ausztrál Monash Egyetem kutatói ultragyors töltésű lítium-kén akkumulátorokat fejlesztettek ki, amelyek hamarosan hosszú hatótávolságú elektromos járműveket és repülőket hajthatnak. Az új akkumulátorok kétszer akkora energiasűrűséget nyújtanak, mint a hagyományos lítium-ion akkumulátorok – áll a Monash Egyetem sajtóközleményében. A kutatás lényeges részeit az InterestingEngineering taglalta.

 

A lítium-kén akkumulátorok múltja és jövője

Az 1980-as években feltalált lítium-ion akkumulátorok ma már az energiatárolás alapját képezik, legyen szó kisméretű elektronikai eszközökről vagy nagyobb elektromos járművekről. Még a megújuló energia tárolására szolgáló rendszerek is gyakran ezekre az akkumulátorokra támaszkodnak a kiváló energiasűrűségük és tárolókapacitásuk miatt.

Bár a lítium-kén akkumulátorok most kerültek reflektorfénybe, valójában két évtizeddel a lítium-ion technológia előtt találták fel őket. Fejlődésüket azonban az akkumulátor belső kémiai korlátai akadályozták, amelyek megoldása most kezd lendületet kapni.

Nem ma kezdődtek a kutatások a lítium kapcsán. (Fotó: Canva)

 

A lítium-kén akkumulátorok fejlesztése

A Li-S akkumulátorok hiányosságai közé tartozik a kisebb teljesítmény és a kevesebb töltési ciklus. Ennek oka elsősorban az anód és katód anyagaiban rejlik.

Mivel a kén katódként, a lítiumion pedig anódként működik, a lítium nem rakódik le újra az anódra a töltési folyamat során. Ehelyett a keletkező kémiai lerakódások rontják az anódot és az elektrolitot, ami lassítja a töltési időt és csökkenti a teljesítményt.

A Monash Egyetem kutatói a betadin, egy gyakran használt fertőtlenítőszer kémiájából merítettek ihletet, hogy javítsák a Li-S akkumulátorok töltési és kisütési sebességét. A fertőtlenítőszer polivinil-pirrolidont (PVP) tartalmaz, egy szintetikus polimert, amely más molekulákkal reakcióba lépve új tulajdonságokat képes kialakítani.

A PVP katalizátorként történő alkalmazása felgyorsítja a Li-S akkumulátorok kémiai reakcióit, így gyorsabb töltési és kisütési sebességet tesz lehetővé.

 

Jobb, biztonságosabb, fenntarthatóbb

„A katalizátorunk jelentősen javította a Li-S akkumulátorok teljesítményét, amit az első prototípus cellák is igazoltak. Kereskedelmi méretekben és nagyobb cellák gyártásával ez a technológia akár 400 Wh/kg energiasűrűséget is elérhet.” – mondta Mainak Majumder, a Monash Egyetem professzora, a kutatás vezetője.

Összehasonlításképpen, a Li-ion akkumulátorok energiasűrűsége 150–235 Wh/kg között van. A Li-S akkumulátorok magasabb energiasűrűsége akár 1000 km-rel is megnövelheti az elektromos járművek hatótávolságát, elősegítve az elektromos közlekedés elterjedését.

A Li-S akkumulátorok különlegessége, hogy gyors kisütési sebességet is elérhetnek.

„Ez ideálissá teszi a dinamikus teljesítményt igénylő alkalmazásokhoz, például a repüléshez, ahol az akkumulátoroknak a felszállás során magas, majd az utazás alatt alacsony C-rátát kell kezelniük” – tette hozzá Majumder a sajtóközleményben.

Nemcsak a töltési idők csökkennek a katalizátor hozzáadásával, hanem az akkumulátorok biztonságosabbá is válnak, mivel korábban hajlamosak voltak rövidzárlatokra és tűzesetekre. A Li-S akkumulátorok környezetbarátabbak is, mivel nem igényelnek kobaltot, amelynek kitermelése energiaigényes folyamat. A kén viszont széles körben elérhető és olcsó.

„Képzeljünk el egy elektromos járművet, amely egyetlen töltéssel eljuthat Melbourne-ből Sydney-be, vagy egy okostelefont, amely percek alatt feltöltődik – közel járunk ahhoz, hogy mindez valósággá váljon” – mondta Petar Jovanović, a Monash Egyetem kutatója, a tanulmány társszerzője, amely az Advanced Engineering Materials szakfolyóiratban jelent meg.

 

Kiemelt kép: Canva

  Devenyi Dalma
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2025 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.