Jolán
0 °C
6 °C

Gránátalmára hasonlít a jövő akkuja

2014.02.17. 17:05

Mint a gránátalmában a magok, úgy sorakoznak a Stanford Egyetemen kifejlesztett akkuban a szilícium nanorészecskékből készült anódok. Csak éppen nem húsos és ízletes burok veszi körül őket, hanem egy erős, szénből készült héj. Erre pedig azért van szükség, hogy a hosszabb ideig tartó használat során ne csökkenjen az akkumulátor kapacitása.

Ez persze csak fantáziarajz, nem így fog kinézni.
Ez persze csak fantáziarajz, nem így fog kinézni.
Fotó: Greg Stewart/SLAC

Kísérletekben az anód 97 százalékos kapacitáson működött ezer töltési ciklus után is, ami azt jelenti, hogy a megoldás megérett arra, hogy piacra dobják – írja a Nature Nanotechnology tudományos lapban megjelent tanulmány.  

Az akkumulátorokban az anód, vagy más néven negatív elektróda tárolja el az energiát. A szilíciumból készült anódok tízszer nagyobb kapacitásúak lennének a mai lítiumion akkukban használt grafitnál, de számos előnytelen tulajdonságuk van: töltés közben megváltoznak a szilícium méretei, emiatt az anyag töredezetté válik, és idővel csökken a teljesítménye.

Yi Cui a Stanford professzoraként az elmúlt nyolc évben erre keresett megoldást. Úgy tűnik, a szilícium becsomagolásával sikerült megakadályozni az anód elromlását. A szilícium nanorészecskék túl kicsik ahhoz, hogy kisebb darabokra törjenek szét, és ha az anódokat szénből készült héjakba helyezik, azok mindegyiknek elegendő helyet biztosítanak, hogy töltés közben ki tudjanak tágulni.    

Erre a munkára épített Nian Liu végzős hallgató, és a doktorijára készülő Zhenda Lu, akik a kozmetikai ipar által is alkalmazott mikroemulziós technikával hozták létre a beburkolt szilícium anódok csoportját, amit a szénváz tart össze, és egyben ez segíti az elektromos áram haladását is.

aku2
Fotó: Nian Liu, Zhenda Lu and Yi Cui/Stanford

A gránátalma által inspirált anód szabad szemmel nem látható, de a kutatók által létrehozott finom szemcséjű fekete por már könnyen kezelhető, be lehet építeni egy akkumulátorba. A laboratóriumi tesztek szerint a kereskedelmi akkuk működéséhez szükséges mennyiségben jól működnek a szemcsék, tehát hamarosan akár el is kezdődhet a mostaniaknál jóval nagyobb kapacitású energiatárolók gyártása.