Önmagát gyógyítja egy újfajta akkumulátor

A fejlesztés titka egy rugalmas, nyúlékony polimer, amely bevonatként használva egyben tartja a szilícium elektródákat és megakadályozza, hogy a működés során keletkező aprócska repedések következtében romlásnak induljon a rendszer teljesítménye.

Önmagát gyógyítja egy újfajta akkumulátor

Öngyógyításra képes akkumulátor-elektródákkal álltak elő a Stanford kutatói. A fejlesztés titka egy rugalmas, nyúlékony polimer, amely bevonatként használva egyben tartja a szilícium elektródákat és megakadályozza, hogy a működés során keletkező aprócska repedések következtében romlásnak induljon a rendszer teljesítménye.

A kutatás vezetője, Chao Wang és kollégái a polimer előállításakor egy olyan anyagot vettek alapul, amelyet eredetileg robotok, szenzorok és protézisek mesterséges bőrrétegeként fejlesztettek ki. Az akkumulátorban való alkalmazáshoz szén nanorészecskéket kevertek a polimerbe, hogy javítsák annak vezetőképességét. A bevonattal tízszeresére nyújtotta a szilícium elektródák élettartamát.

A szintén a kutatócsoport által kifejlesztett elektródák töltéstároló-képessége lassan átlépi a gyakorlati hasznosíthatóság határát, így a szakértők mielőbb szeretnék piacra dobni a terméket, miközben tovább fejlesztik a rendszert. Az öngyógyító akkumulátor jelenleg 100 töltési ciklust bír ki jelentősebb teljesítményromlás nélkül. A mobiltelefonokban való alkalmazhatósághoz ezt minimum 500-ra, az elektromos járművekben való használathoz pedig legalább 3000 töltési ciklusra kellene feltornászni, de a fejlesztők szerint ezek a célok rövidesen elérhetők lehetnek.

A lítiumion-akkumulátorokban használt szilícium elektródák kis tömegük mellett remek töltéstárolók, komoly problémákat okoz azonban, hogy működés közben eredeti méretük háromszorosára duzzadnak, mielőtt újra összezsugorodnának. Az elektródák anyaga ezt a terhelést nagyon nehezen bírja, így viszonylag hamar repedezni kezd, rontva az akku teljesítményét. Erre a problémára jelent megoldást az öngyógyuló védőréteg, amely a kémiai kötések szándékolt meggyengítése következtében könnyen törik, a szétszakadt részek azonban gyorsan újra összekapcsolódnak, ha fizikailag közel kerülnek egymáshoz. A bevonat így engedni megduzzadni az elektróda anyagát, majd a zsugorodás során egyben tartja azt, és nem engedi a keletkező repedések mentén elmozdulni annak részeit.

Az újfajta akkumulátor prototípusa

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward