Nándor
7 °C
23 °C

Meggyógyítja magát a jövő akkuja

2013.11.18. 11:59

A most kapható akkumulátorok viszonylag kevés energiát tudnak elraktározni, ami korlátozza az elektromos autók, napelemek és okostelefonok teljesítményét. A lítiumion akkuk egyik lehetséges továbbfejlesztési módja az lenne, ha szilíciumelektródákat használnánk bennük. A félvezető anyag töltés közben nagyon sok energiát tud elraktározni.

Sajnos a szilícium nem eléggé ellenálló, mert a térfogata töltés közben megnő, majd az elektronok leadása után összezsugorodik. A méret állandó változása miatt repedések keletkeznek a szilícium felületén, és az elektróda végül olyan töredezett lesz, hogy egyáltalán nem tud többé elektronokat tárolni. A Stanford Egyetem és a SLAC Laboratórium kutatói ezért eltökélték, hogy kifejlesztenek egy öngyógyító mechanizmust, amivel megnövelhető az új akkuk élettartama.

healing-cracks
Fotó: C. Wang et al / Nature Chemistry

Találtak is a kutatók egy kiváló öngyógyító polimert, amit más laboratóriumokban robotok mesterséges bőreként alkalmaznak. A szilíciumra applikált anyag a többi polimerhez képest könnyebben széttöredezik, tehát ezen is repedések keletkeznek, amikor a szilíciumelektróda kitágul. Csakhogy a zsugorodás során a polimerben újra kötések keletkeznek, és ezáltal a eltűnnek róla a repedések.

Még bőven van mit fejleszteni az öngyógyító polimeren, mert a kutatócsoport elektródája száz töltési ciklus után elvesztette az elektrontárolási képességét. Ahhoz azonban, hogy valóban használni tudják az elektródát, a telefonokban körülbelül ötszáz, az autókban pedig háromezer töltési ciklust kell kibírni.