Az elektromos autók gyorsabb töltése hideg időben igazi kihívás. A hideg hatással van az akkumulátor kémiájára, lelassítva az ionok mozgását az elektródák között. Most azonban egy kutatócsoportnak sikerült az elektromos autók hideg körülmények közötti töltési sebességét elképesztő, 500 százalékos mértékben növelnie – mindezt anélkül, hogy az energiasűrűség rovására mentek volna.

A Michigani Egyetem Neil Dasgupta docens által vezetett csapata egy lítium-borát-karbonát bevonatot használt – amire a TopGear egyszerűen csak „üvegszerű anyagként” hivatkozik –, hogy megakadályozzák a lítium-lerakódást, és így érték el ezt a lenyűgöző töltési teljesítményjavulást.

Hogy pontosabban megértsük, hogyan érték el ezt a bravúrt, térjünk vissza egy kicsit az alapvető kémiához.

Az elektromos autók gyorsabb töltése hideg időben igazi kihívás. (Fotó: Unsplash)

A lassú ionmozgás két problémát okoz: a töltés nem megy olyan gyorsan, és kevesebb ion áramlik át, így az energiasűrűség is csökken – tehát kevesebb hatótávot kapunk. A kisebb hatótáv ellensúlyozására az autógyártók vastagabb anódokat és katódokat készítenek, azzal a logikával, hogy a nagyobb felület több ionreakciót tesz lehetővé, ami kompenzálja a lassúságot. Idáig még viszonylag érthető.

Csakhogy ez nem ilyen egyszerű. A kémiai reakció során a lítium lerakódik az anód felszínére. Ezek a lerakódások megakadályozzák, hogy a kémiai folyamatok megfelelően végbemenjenek. Ráadásul a vastagabb elektródák növelik az akkumulátorcsomag súlyát, anélkül, hogy nőne az energiasűrűség. 

Egy korábbi tanulmányban Dasgupta és csapata apró lyukakat fúrt a vastagabb elektródákba – lézerrel –, hogy tovább növeljék a reakciókhoz szükséges felületet. Ez kiválóan működött szobahőmérsékleten, de hidegebb körülmények között nem sokat segített. Miért? A lítium-lerakódás miatt.

Az új kutatásban a csapat üvegszerű bevonattal vonta be az anódot, hogy megakadályozza a lítium felhalmozódását. Még -10°C-on is ötször gyorsabban töltődtek az akkumulátorcellák, mint korábban. Ráadásul a kutatók azt is megállapították, hogy a módosított akkumulátorok a kapacitásuk 97 százalékát megőrizték, még 100 hideg környezetben történő töltési ciklus után is.

Persze ezek még laboratóriumi eredmények, de az üvegszerű anyag és a lézerek kombinációja ígéretesnek tűnik, különösen azért, mert – ahogy Dasgupta professzor is kiemelte – viszonylag kis változtatásról van szó, amit az autógyártók könnyen beilleszthetnek a meglévő gyártási folyamatokba.

Kiemelt kép forrása: Unsplash