Az elektromobilitás reménysége

A szilárdtest-akkumulátorok az elektromobilitás reménységei. Ezek rövidebb töltési időt és nagyobb energiasűrűséget ígérnek. Tömören elmagyarázzuk, mik is azok a szilárdtest-akkumulátorok, és mik az előnyeik.

A Jülichi Kutatóközpont szilárdtest-akkumulátorának vizsgálati elrendezése: A gombelem méretű akkumulátor annak a plexiháznak a közepén van, amely biztosítja az akkumulátor tartós érintkezését. Az anód, a katód és az elektrolit különféle foszfátvegyületből készül. (Jülichi Kutatóközpont)

Az akkumulátorok következő generációjának számító szilárdtest-akkumulátorok esetében az elektrolit szilárd és nem folyékony, mint a már meghonosodott lítumion-akkumulátoroknál. A szilárdtest-akkumulátorok tűzbiztosak és állítólag a jövőben nagyobb tárolókapacitást, valamint gyorsabb töltést tesznek lehetővé. A szilárdtest-akkumulátorok a hagyományos lítiumion-akkumulátoroknál még biztosabbak, megbízhatóbbak és hosszabb élettartamúak.

Az ilyen szilárdtest-akkumulátorok megvalósítása, és különösen gyártása még nagy kihívásoknak néz elébe. A középpontban a szükséges anyagok kutatása, tulajdonságaik és előállításuk áll. „Itt végeredményben az alábbi ötösfogatról van szó: a lehető legjobb energia- és teljesítménysűrűség, maximális biztonság és üzemi élettartam, valamint alacsony rendszerköltség mellett” – fejti ki prof. Dr. Kai Peter Birke a Stuttgarti Egyetemről a „Nem lesz csodaakkumulátor” interjúban, amely az ATZelektronik 2018/3 számában olvasható. 

Lerövidített töltési idők

A szilárdtest-akkumulátor fejlesztésében az akadályok egyikének a kis töltési áramerősség számít. Ennek következménye az, hogy az akkumulátorok töltéséhez viszonylag hosszú idő szükséges. A Jülichi Kutatóközpont kutatói nemrégiben ebben áttörést tűztek ki célul: olyan, a kutatók által megtervezett új cellatípust, amelynek teljes újratöltéséhez kevesebb mint egy óra szükséges. Az anód, a katód és az elektrolit olyan különféle foszfátvegyületekből készül, amelyek lehetővé teszik a 3C (3-szoros kapacitás) feletti töltési sebességet (kb. 50 mAh/g kapacitás mellett). Ezenkívül a jülichi kutatók a Münsteri Egyetemmel egy tiszta lítiumból álló anódos szilárdtest-akkumulátoron működnek együtt. 

Továbbá más intézetek és cégek is érdeklődést mutatnak az új akkumulátorkoncepció iránt. Például az EMPA és a Fraunhofer ISC is foglalkozik a szilárdtest-akkumulátorcellák ipari termelésével. A Toyota és a Panasonic cégnek is szándéka a szilárdtest-akkumulátorok fejlesztése és gyártása. A Volkswagen az Egyesült Államok-beli Quantumscape cégbe fektet be, és szándéka, hogy 2025-ig gyártóüzemet létesítsen szilárdtest-akkumulátorokhoz. Állítólag a Fisker Emotion elektromos autót pedig középtávon szilárdtest-akkumulátor fogja hajtani. 

A szilárdtest-akkumulátor jelenleg még mindig a jövő ígérete. Az iparági szakértők szerint e akkumulátor-típus tömegtermelése még 5-10 évre van.

Forrás: springerprofessional.de