A lítiumion-akkuk veszélyes korszaka tényleg véget ér?

A nátrium-ion (Na-ion) akkumulátorok friss fejlesztései igazi áttörést jelenthetnek az energiatárolásban, és könnyen leválthatják a jelenleg uralkodó lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokat. A Tokyo University of Science kutatói egy új, szénalapú elektrolittal jelentősen javították a Na-ion akkumulátorok energiasűrűségét és villámgyors töltési képességét, miközben a biztonság is látványosan javult.

Nátrium a lítium helyett?

A legtöbb eszközben eddig lítiumion-akkumulátorokat használtak, amelyekben a grafitanód tárolja a lítiumionokat. A nátriumion-akkuk ezzel szemben ún. „kemény szenet” (hard carbon, HC) használnak, amely bonyolult szerkezetével kiválóan tárolja a nátriumionokat. Elméletileg ez az anyag sokkal gyorsabban tölthető, de a gyakorlatban a korábbi kísérletek során a nanoméretű pórusokban torlódás, vagyis „iondugó” lépett fel.

Más megközelítést alkalmazva a tokiói csapat kis mennyiségű kemény szenet kevert vegyileg semleges alumínium-oxiddal, így az ionok akadálytalanul áramolhattak a HC-részecskékbe. Bizonyították, hogy a nátriumionok ugyanolyan gyorsan lépnek be a szerkezetbe, mint a lítiumionok a Li‑ion akkumulátorokban, sőt, helyenként gyorsabban. Ráadásul a nátriumionok „póruskitöltése” kevesebb energiát igényel, így a nagy sebességű töltés reális opcióvá válik.

Végre biztonságosabb akkuk?

A Na‑ion cellák lényegesen biztonságosabbak, mint a Li‑ion társaik, mert a stabil nátriumionok nem indítanak be spontán láncreakciót, ha az akku sérül – szemben a Li‑ion cellákkal, amelyek ilyenkor kigyulladhatnak vagy felrobbanhatnak. Mindezek dacára jelenleg a lítiumionos energiatárolók komoly tűzkockázatot jelentenek: begyulladás esetén akár napokig is éghetnek, önfenntartó módon, oxigén nélkül.

A kutatás új fejezetet nyithat: a skálázható módon gyártott Na‑ion akkumulátorok elkerülhetik az eddigi veszélyeket, sőt, a villámgyors töltési képesség révén ideálisak lehetnek hálózati energiatárolásra, valamint a megújulóenergia-szektorban.

A legfontosabb kérdés még mindig megválaszolatlan

Ezek a fejlesztések közelebb hozzák azt az időt, amikor már nem kell kompromisszumot kötni töltési sebesség, energiasűrűség és biztonság között. A kulcs az, hogy a póruskitöltési folyamat még gyorsabbá váljon, és nagyüzemi gyártás mellett is megmaradjon a biztonság és a teljesítmény. De tényleg vége lesz a lítiumion kockázatainak? Az áttörés ígéretes, ám a döntő lépés még hátravan.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján

Share on Social Media