A technológiát a drezdai Fraunhofer Anyag- és Sugártechnológiai Intézet (IWS) tudósai fejlesztették ki két egymást kiegészítő projekt keretében. Az AnSiLiS projektet a Német Szövetségi Kutatási, Technológiai és Űrminisztérium, míg a TALISSMAN projektet az Európai Unió Horizon Europe programja finanszírozza – írja az Interesting Engineering.
A cél: legyőzni azokat az akadályokat, amelyek eddig megakadályozták a lítium-kén akkumulátorok kereskedelmi életképességét, és végre versenyképessé tenni a Li-ion technológiával szemben.
A lítium-kén akkumulátorokat régóta a hagyományos lítium-ion technológia potenciális utódjának tartják. A kén (szulfur) bőségesen rendelkezésre álló és olcsó anyag, amely katódként használva kétszer akkora energiasűrűséget ígér, mint a ma használt cellák. A hagyományos Li-S akkukban használt folyékony elektrolitok azonban oldható poliszulfid melléktermékeket hoznak létre, amelyek anyagveszteséget és gyorsított ciklusstabilitás-romlást okoznak.
A német csapat ezt a problémát azzal oldotta meg, hogy a folyékony elektrolit nagy részét szilárd anyagokkal helyettesítették. Ezáltal a cella biztonságosabbá, stabilabbá és sokkal energia-sűrűbbé vált.
„A projekt célja egy olyan szilárdtest lítium-kén cella kifejlesztése, amely összehasonlítható energiát biztosít, miközben jelentősen kevesebbet nyom a jelenlegi akkumulátoroknál” – jelentette az intézet.
A német csapat ezt a problémát azzal oldotta meg, hogy a folyékony elektrolit nagy részét szilárd anyagokkal helyettesítették. Ezáltal a cella biztonságosabbá, stabilabbá és sokkal energia-sűrűbbé vált. (Fotó: Unsplash)
A fejlesztők a Fraunhofer DRYtraec technológiáját alkalmazzák. Ez egy oldószermentes bevonatolási módszer, amely stabil elektródafilmeket hoz létre anélkül, hogy energiaigényes szárításra lenne szükség. Ez a módszer akár 30 százalékkal csökkentheti a gyártási energiafelhasználást és jelentősen mérsékelheti a CO2-kibocsátást, miközben skálázható ipari tömegtermelésre (roll-to-roll eljárással).
A kutatók szerint az új cella architektúra ráadásul kompatibilis a meglévő lítium-ion akkumulátorgyártó sorokkal is, ami gyorsabb ipari átvételt tesz lehetővé.
A TALISSMAN projekt főként az ipari megvalósíthatóságra fókuszál. A cél, hogy az EV-alkalmazásokra tervezett cellák elérjék az 550 Wh/kg energiasűrűséget, miközben a gyártási költségek 75 euró/kWh (körülbelül 86 dollár/kWh) alá csökkennek.
A csapat reményei szerint az új akkumulátor technológia a jövőben a légi közlekedést, a drónokat és a hordozható energiarendszereket is forradalmasítja majd. Az első működőképes prototípusok bemutatása a következő években várható.
A kiemelt kép forrása: Unsplash
S.Rita
