Kutatók egy új alumíniumion-akkumulátort fejlesztettek ki, amely megoldást jelenthet a megújuló energia tárolásával kapcsolatos kihívásokra. Ez a technológia biztonságosabb, fenntarthatóbb és költséghatékonyabb alternatívát kínál a jelenlegi megoldásokkal szemben – írja az Interesting Engineering.
Az új Al-ion akkumulátor rendkívüli tartósságot mutatott a tesztelések során. Még 10000 töltési ciklus után is megőrizte eredeti kapacitásának több mint 99%-át.
„A szilárdtestű Al-ion akkumulátor különlegesen hosszú élettartamot biztosít, mivel 10000 töltési ciklus után is kevesebb mint 1%-ot veszít eredeti kapacitásából” – áll a kutatócsoport közleményében.
Ez a tartósság, együtt a biztonsági jellemzőkkel és az újrahasznosíthatósággal, rendkívül ígéretes megoldássá teszi az akkumulátort a nap- és szélenergia tárolására.
„Ez az új Al-ion akkumulátor típus hosszan tartó, költséghatékony és magas biztonságú energiatároló rendszer lehetőségét mutatja” – tette hozzá Wei Wang, a tanulmány társszerzője.
Ahogy a megújuló energiaforrások, például a nap- és szélenergia iránti kereslet gyors ütemben nő, egyre fontosabbá válik a megbízható energiatároló rendszerek fejlesztése.
A nagy akkumulátorok kulcsfontosságúak ezen szakaszos energiaforrások villamoshálózatba integrálásához, biztosítva az egyenletes energiaellátást még akkor is, ha nincs napsütés vagy szél. Azonban a jelenlegi akkumulátortechnológiák, különösen a lítium-ion akkumulátorok, korlátokba ütköznek.
Bár a lítium-ion akkumulátorokat széles körben használják elektronikai eszközökben és elektromos járművekben, gyártásuk drága, ami kevésbé teszi őket alkalmassá nagymértékű energiatárolási alkalmazásokra. Emellett tűzveszélyesek is lehetnek, ami biztonsági aggályokat vet fel, különösen nagy létesítmények esetén.
„A megbízható, hosszú távú energiatároló rendszerek potenciális helyettesítői közé tartoznak a tölthető Al-ion akkumulátorok is” – jelentették ki a kutatók.
Azonban a hagyományos alumíniumion-akkumulátorok teljesítménykorlátokkal és biztonsági problémákkal küzdenek, amelyek a folyékony elektrolitok használatával függnek össze.
Ezek az elektrolitok, amelyeket általában alumínium-klorid alkot, korrozív hatásúak az akkumulátor alkatrészeire és rendkívül érzékenyek a nedvességre. Ez idővel teljesítménycsökkenéshez vezethet, és potenciális veszélyeket jelenthet.
Az újonnan kifejlesztett alumíniumion-akkumulátor ezeket a kihívásokat egy szilárd elektrolit alkalmazásával hidalja át. Az InterestingEngineeringen ismertetett megközelítés javítja az akkumulátor stabilitását, és csökkenti a folyékony elektrolitokkal kapcsolatos korróziós problémákat.
„A csapat semleges alumínium-fluorid sót adott az alumíniumiont tartalmazó elektrolithoz, amellyel szilárdtestű elektrolitot hoztak létre” – közölte a kutatócsoport.
Ez elősegíti az alumíniumionok hatékony mozgását, miközben robusztusabb és tartósabb szerkezetet biztosít.
„Emellett a kutatók fluoroetilén-karbonátot alkalmaztak interfész adalékként, hogy vékony szilárd bevonatot hozzanak létre az elektródákon, megelőzve az alumíniumkristályok kialakulását, amelyek rontanák az akkumulátor állapotát” – áll a közleményben.
„A kísérletek során az akkumulátor nedvesség-érzékenysége, valamint fizikai és hőstabilitása is javult, képes volt ellenállni éles tárgyak által okozott sérüléseknek, valamint elviselte a 200 °C (392 °F) hőmérsékletet” – jelentették ki a kutatók.
Az a képesség, hogy 10000 töltési ciklust képes elviselni minimális kapacitásveszteséggel, alátámasztja a hosszú távú energiatárolási alkalmazásokban rejlő potenciálját.
„Továbbá az alumínium-fluorid nagyrésze egyszerű mosással visszanyerhető, majd újrahasznosítható egy másik akkumulátorban, csekély mértékű teljesítménycsökkenéssel” – zárta a kutatócsoport.
Kiemelt kép: Pixabay
Devenyi Dalma
