Áttörés az új nátrium akkumulátorokban: Teljes feltöltés mindössze hat perc alatt

A Lingnan University Hongkong egyik kutatócsoportja szerint, a nátrium-ion akkumulátorok évek óta költséghatékony és fenntartható alternatívát jelentenek a lítium alapú energiatároló eszközökkel szemben. A nátrium konyhasó formájában szinte korlátlanul rendelkezésre áll a Földön, és lényegesen olcsóbb kitermelni, mint a lítiumot. Az akkumulátorok ezért alacsonyabb árakat és a kritikus nyersanyagoktól való kisebb függőséget ígérnek. A korábbi megközelítések azonban rövid élettartammal és a gyorstöltési folyamatok során nagy kockázattal jártak.

Az anódmentes felépítés kulcsfontosságú

A kutatócsoport anódmentes kialakítást alkalmazott, amelyben nincs fix anód. Ehelyett az anód a töltés során alakul ki a nátriumionok kollektoron történő lerakódása révén. Korábbi kísérletek során ez a folyamat gyakran vezetett dendritek - finom fémszerkezetek - kialakulásához, amelyek rövidzárlatokat okozhatnak. Különösen a gyors töltés súlyosbította ezt a problémát.

Stabilitás a megnövelt sókoncentráció révén

A hongkongi és pekingi tudósok úgy oldották meg a problémát, hogy jelentősen megnövelték a nátriumsók koncentrációját az elektrolitban. Ez biztosítja, hogy töltés közben elegendő ion álljon rendelkezésre a kollektor közvetlen közelében, ami elősegíti az egyenletes lerakódást. Ennek eredményeként az akkumulátor stabil marad, még nagy töltési sebességnél is. A tesztek során a cella 10C-os gyorstöltési kapacitást ért el, és hat perc alatt teljesen feltölthető volt. 500 töltési ciklus után még mindig az eredeti kapacitásának több mint 70%-a állt rendelkezésre.

A mobilitás és az energiatárolás lehetőségei

"A nátrium kevesebb mint tizedannyiba kerül, mint a lítium, bőségesen megtalálható a tengervízben, és jelentősen csökkentheti az elektromos járművek és az energiatároló rendszerek árát" - magyarázta Li Liangliang professzor, a projekt vezetője. A kutatók úgy látják, hogy fejlesztésük egy lépés a tömeges energiatárolás felé. A lehetséges alkalmazások közé tartoznak az elektromos járművek, a megújuló energiák helyhez kötött tárolórendszerei és akár a hordozható fogyasztói elektronika is.

Kilátások

Ezek még csak laboratóriumi eredmények. A következő lépés az anódmentes nátriumakkumulátor továbbfejlesztése a prototípusfázison túl az ipari gyártásig. Ha ez sikerül, a technológia komoly versenytársa lehet a lítium-ionos rendszereknek.