Egy forradalmian új, alacsony hőmérsékleten működő eljárás révén kiváló minőségű lítium-szulfid állítható elő különféle lítium vegyületekből. Az Interesting Engineering-en ismertetett technológiai ugrás megoldást kínál a szektor néhány legnagyobb kihívására, amelyek évek óta hátráltatták az akkumulátorok fejlesztését és széleskörű elterjedését.
A lítium-szulfid kulcsszerepet játszik a szilárdtest-akkumulátorokban, de ipari mennyiségben eddig nehéz volt előállítani. A hagyományos módszerek tiszta alapanyagokat és rendkívül magas hőmérsékletet igényelnek, ami az eljárást energiaigényessé, költségessé és nehezen skálázhatóvá teszi.
A kanadai Standard Lithium és Telescope Innovations vállalatok által kifejlesztett, DualPure névre keresztelt szabadalmaztatott eljárás 100 °C alatti hőmérsékleten működik.
A technológia széles körű lítium alapanyagokat képes feldolgozni, beleértve az ipari tisztaságú lítium-hidroxidot és lítium-karbonátot is. Ezáltal csökken az energiafelhasználás, egyszerűsödik a szükséges berendezések köre, és megszűnnek a hagyományos eljárásokkal járó hőbiztonsági kockázatok. A Telescope Innovations tovább finomította a technológiát: ma már megbízhatóan képes akkumulátor-minőségű lítium-szulfidot előállítani lítium-karbonátból és -hidroxidból egyaránt.
Ez az iparág számára egy biztonságosabb, olcsóbb és skálázhatóbb megoldást kínál – épp akkor, amikor a kereslet gyors növekedésnek indult. A folyamatban felhasznált lítium a Standard Lithium arkansasi demonstrációs üzeméből származik. Az első lítium-szulfid minták már el is jutottak ázsiai és észak-amerikai akkumulátorgyártókhoz tesztelés és validálás céljából.
A Telescope aktívan tárgyal lítiumtermelőkkel, akkumulátorgyártókkal és stratégiai befektetőkkel a technológia kereskedelmi bevezetése érdekében. (Fotó: Telescope Innovations)
Ezek a szállítmányok jelentik az első olyan ügyfélértékelést, amelyet a DualPure eljárással előállított lítium-szulfidból készítettek.
„A Telescope által vezetett legutóbbi fejlesztés megmutatta, hogy képesek vagyunk a déli Arkansasban található Smackover Formációból származó lítium vegyületeket átalakítani a következő generációs akkumulátorokhoz szükséges alapanyagokká” – nyilatkozta Dr. Andy Robinson, a Standard Lithium elnöke és operatív igazgatója egy sajtóközleményben.
A szilárdtest-akkumulátorokat a jelenlegi lítiumionos cellák továbbfejlesztéseként tartják számon. A lítiumion-akkumulátorok folyékony elektrolitokat használnak, amelyek szivárgás- és túlhevülési kockázatokat hordoznak. A szilárdtest-akkumulátorok szilárd elektrolitokat alkalmaznak, amelyek nagyobb stabilitást és kisebb tűzveszélyt biztosítanak.
Ezek az akkumulátorok nagyobb energiasűrűséget, gyorsabb töltést és fokozott biztonságot ígérnek. Ugyanakkor a tömeges elterjedést eddig technikai és alapanyaggal kapcsolatos nehézségek hátráltatták. Ezek közül is kiemelkedik a lítium-szulfid gazdaságos és ipari mennyiségű előállításának problémája. A DualPure eljárás ezeket az akadályokat hivatott lebontani. A módszer alacsonyabb tisztaságú alapanyagokkal is működik, tolerálja a szennyeződéseket, alacsony hőmérsékleten fut, és elkerüli a hagyományos eljárásokkal járó hőkockázatokat.
A módszer alacsonyabb tisztaságú alapanyagokkal is működik, tolerálja a szennyeződéseket. (Fotó: Unsplash)
Ezen jellemzők révén megszűnnek a lítium-szulfid ellátási lánc szűk keresztmetszetei, megnyitva az utat a szilárdtest-akkumulátorok széles körű alkalmazása előtt – az elektromos járművektől a hordozható eszközökön át az energiatároló rendszerekig. Az időzítés ideális: olyan iparági szereplők, mint a Toyota, a Panasonic és a CATL már most versenyt futnak a szilárdtest-technológia kereskedelmi bevezetéséért a következő generációs termékek iránti kereslet közepette.
Elemzők szerint a lítium-szulfid iránti kereslet évente várhatóan 50–67 százalékos összetett növekedési rátával fog nőni – szemben a lítium-karbonát 11–15 százalékos, illetve a lítium-hidroxid 10–15 százalékos növekedésével.
A Telescope aktívan tárgyal lítiumtermelőkkel, akkumulátorgyártókkal és stratégiai befektetőkkel a technológia kereskedelmi bevezetése érdekében. A vállalat emellett szabadalmi licencmegállapodásokon és közös fejlesztési programokon is dolgozik, amelyek célja egy skálázható lítium-szulfid ellátási lánc kiépítése és a szilárdtest-akkumulátor technológia elterjedésének felgyorsítása.
Kiemelt kép: Unsplash
Devenyi Dalma
