Az új fluorid akkumulátort hetente csak egyszer kell feltölteni

A legtöbb mai elektronikus eszköz lítium-ion akkumulátorokat használ. Kifejlesztésük egy technológiai csoda, de most, hogy már elterjedte...

A legtöbb mai elektronikus eszköz lítium-ion akkumulátorokat használ. Kifejlesztésük egy technológiai csoda, de most, hogy már elterjedtek, inkább a negatív, mint a pozitív tulajdonságaikra koncentrálunk. A legnagyobb negatívumuk az, hogy szinte minden nap újra kell tölteni őket. Most pedig képzeljünk el egy olyan akkumulátort, amelyet csak heti egy alkalommal kell feltölteni.

Ennek az álomnak a megvalósulása mostanra elérhető közelségbe került a különböző intézmények kutatóinak köszönhetően. Jelenleg elsősorban a fluoridra koncentrálnak, ami sokkal nagyobb töltést képes eltárolni. Mostanra pedig sikerült létrehozniuk az első újratölthető folyékony fluorid akkumulátort, amely szobahőmérsékleten működik. Az áttörést a Science folyóiratban jelentették be. (1)

A korábbi kutatások során a fluoriddal több probléma is adódott. Az 1970-es években szilárd állapotú fluorid elemeket fejlesztettek ki, de olyan magas hőmérsékletet igényeltek, hogy nem voltak használhatók a mindennapi eszközökben. Az elgondolás azonban elég ígéretes volt ahhoz, hogy a tudósok tovább vizsgálják.

"A fluorid akkumulátorok nagyobb energiasűrűséggel rendelkezhetnek, ami azt jelenti, hogy hosszabb ideig tarthatnak - akár nyolcszor hosszabb ideig, mint a ma használatos akkumulátorok," - mondta Robert Grubbs, a Caltech vegyésze és a 2005-ös kémiai Nobel-díj nyertese, a tanulmány társszerzője. "A fluoriddal azonban kihívást jelent a munka, különösen azért, mert rendkívül korrozív és reaktív." (2)

Az akkumulátorok úgy működnek, hogy bizonyos számú töltött atomot egy meghatározott irányba mozgatnak, felhalmozzák az energiát, majd felszabadítják, amikor ezek a töltések az elektródák között az elektrolitként ismert folyékony oldatban mozognak. A lítium ionok pozitívak és kationokként ismertek, a fluorid ionok negatívak és anionoknak nevezzük őket.

A vizsgálat vezető szerzője, Victoria Davis, aki jelenleg az Észak-Karolinai Egyetemen tanul, egy jó oldószert talált a fluorid használatához. Ez az elektrolit a bis(2,2,2-trifluor-etil)éter vagy BTFE néven ismert, és sikerült a segítségével fenntartani a fluorid ionok stabilitását, ami lehetővé tette a sikeres prototípus létrehozását.

"Egy hosszabb ideig működő akkumulátor esetében arra van szükségünk, hogy nagyobb mennyiségű töltést tároljunk el benne," - mondta Simon Jones, a Jet Propulsion Laboratory kutatója.

A csapat olyan szimulációkat is alkalmazott, amelyek az elektrolitot csillapítják, és javítják mind a teljesítményt, mind a stabilitást. Az akkumulátor még korai fázisban van, de a fluorid akkumulátorok hamarosan általánossá válhatnak.

(1) - http://science.sciencemag.org/content/362/6419/1144
(2) - https://www.caltech.edu/news/focusing-negative-good