Az akkumulátortechnológia fejlődése bizonyos tekintetben megegyezik a rákgyógyszerek fejlesztésével. Övezi egyfajta csodavárás, és – kis túlzással – minden hétre jut egy újabb elképzelés, hogyan is lehetne megoldani az emberiség egyre növekvő energiatárolási igényét. Igyekszünk a lényegesebbekről mi is beszámolni, így írtunk már arról, hogy mozgással töltődik az új akkumulátor, beszámoltunk a tojás sárgájája és fehérje struktúrára épülő technológiáról, a szilárdtest-alapú fejlesztésről és az organikus redox-flow akkuról.

Írtunk a Microsoft intelligens akkumulátoráról, de az üzemanyagcellára épülő mobilos akkumulátorról is, ami egyetlen töltéssel 7 napig életben tartja a készüléket. Sőt, még egy olyan technológiát is megismertettünk olvasóinkkal, amely bizonyos helyzetben akkumulátormentes működést biztosíthat.

Itt az újabb csodaakku

Ezúttal a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói álltak elő figyelemre méltó elképzeléssel. Lítium-oxigén alapú energiatároló eszközük ugyanazt a könnyű kialakítást nyújtja, mint a lítium-levegő alapú akkumulátorok, utóbbiak hátrányai nélkül. Többen már most a jövő járműinek telepeit látják bennük, hiszen pehelykönnyű mivoltuk miatt nem növelik meg akkora mértékben egy-egy elektromos autó tömegét, mint napjaink megoldásai.

Az eddigi fejlesztések azonban két komoly hátránnyal küzdöttek. Egyrészt nagy energiaveszteséggel kellett számolni esetükben: nagyjából a beviteli energia 30 százaléka hő formájában távozott – azaz nem hasznosult. Emellett gyorsan el is öregedtek, vagyis élettartamuk érezhetően alacsonyabb volt annál, mint amit az átlagember még tolerál.

Az MIT tudósai szerint mindezekre választ ad saját fejlesztésük. Az új technológia az úgynevezett nanolit katód akkumulátorokon alapszik. A jelenlegi lítium-oxigén akkuk levegővel zajló kémiai reakcióra alapulnak, ezzel szemben az újdonság anélkül teszi lehetővé az újratöltést, hogy az oxigént gázhalmazállapotúvá engedné válni. Tulajdonképpen három redox állapota között váltakozik; kötött formában három különböző szilárd vegyületet képez – Li₂O, Li₂O₂ és LiO2 –, melyek együttes keverékét használják.

"Ezzel ötödére csökkenthető a töltési feszültség vesztesége, 1,2 voltról 0,24 voltra, így csupán az elektromos energia 8 százaléka alakul át hővé" – írta Ju Li, az MIT és a Battelle Energy Alliance professzora, aki a MIT, az Argonne National Laboratory és a Pekingi Egyetem hat kutatójával együtt jegyzi a fejlesztést.

Mindez azt jelenti, hogy nem csak gyorsabbá válhat a töltés és hatékonyabbá az akkumulátor, de csökken a hőveszteség is. Emellett a telep védett a túltöltéssel szemben, vagyis valószínűtlen, hogy felrobban. Ezt úgy vizsgálták, hogy 15 napon keresztül, összesen százszor túltöltötték a tesztpéldányt, de semmilyen sérülést nem tapasztaltak.

Mikorra lesz kész?

Még egy fontos előnye van annak, hogy a katód összes aktív anyaga szilárd halmazállapotú. Ez nem csupán nagy energiasűrűséget biztosít, de egyben kompatibilitást is a jelenleg létező akkumulátorgyártó infrastruktúrával. Vagyis a sikeres tesztek után nem okozna különösebb nehézséget a tömeggyártás beindítása.

A nagy kérdés már csak az, hogy mikor élvezhetjük az új akkumulátor előnyeit. A kutatócsapat jelenleg azon dolgozik, hogy egy működő prototípust állítson elő, állításuk szerint a gyártók számára a következő másfél év során válik elérhetővé a technológia.