Jövő idő: Lítium-levegős akkumulátor – ígéretes eredmények

Jelenleg minden korszerű mobiltelefonban és az elektromos autókban is lítiumion-akkumulátor van, de ebben a technológiában már nem lehet nagy áttörésre számítani, kémiai és fizikai okok miatt sem fejleszthető nagyon tovább. Számos kutatás folyik a helyettesítés érdekében. A közelmúltban a lítium-levegő akkumulátorral kapcsolatos kutatások során sikerült nagy áttöréseket elérni. Nagy a verseny a kutatók között, hogy gyakorlatban is működő akkumulátort készítsenek, mivel a jelenleg használatban levő akkumulátorokkal szemben ez hatalmas előnyt biztosítana:

 

  •  Egy laptop egy egész munkanapot kibírna egyetlen töltéssel.
  • Az elektromos autók hatótávolsága versenyképes lenne a robbanómotoros autókéval (egy töltéssel el lehetne jutni Budapestről Prágáig).
  • Az áruszállítás megoldható lenne elektromos kamionokkal – jelentősen csökkenne a légszennyezés.
  • Több szélerőmű és napelem kapcsolódhatna az elektromos hálózatokra.

 

Az áttörést egy cambridge-i kémiatanárnak, Clare Greynek és csapatának sikerült elérni. A lítium-levegős kísérleti akkumulátorral sokkal nagyobb energiasűrűséget tudtak elérni tárolás terén, mint a lítium-ionos technológiával, pontosabban tízszer annyi energiát tud tárolni ugyanakkora területen. További előnye, hogy a súlya ötödakkora, mint az azonos méretű lítium-ionos celláké, ráadásul az előállítási költsége is ötödannyi.

koncepció

Működési elve szerint az üzemanyag és a levegő közötti kémiai reakció során elektromosság szabadul fel, a lítium-ionok a pozitív elektróda felől a negatív felé mozognak el, és oxidálódnak. A mérnökök eddig csak tiszta oxigénnel tesztelték az akkut, de már a vízzel kevert oxigén is sikeresnek bizonyult a kísérletek során.

Amit valójában el szeretnénk érni egy igazi lítium-levegő akkuval, hogy pusztán levegővel, a széndioxid, a nitrogén és a víz eltávolítása nélkül működjön. Most végre van egy rendszerünk, ami tolerálja a vizet.

 

A sikeres eredményeket a katód, azaz a grafén szivacsos elrendezésével érték el. A katód lehetővé teszi a reakciótermék felhalmozódását a kisüléssel, töltéssel pedig a lebomlását. Az eddigi líthium-levegős akkumulátorokban az oxidáció során litium-peroxid keletkezett. Grey professzor viszont lítium-jodid hozzáadásával elérte az akku kémiájának megváltoztatását, vagyis lítium-peroxid helyett lítium-hidroxid keletkezik, ami újratöltéssel teljesen visszaalakul. Ezzel sikerült kiküszöbölniük az egyik legnagyobb hátrányát, vagyis az akku élettartamát. A kísérleti akkumulátorok minimális teljesítményvesztéssel, több mint 2000-szer tölthetők újra.

aksi

 

Szintén óriási előrelépés, hogy az energiasűrűség majdnem azonos a benzin kilogrammonkénti energiatartamával. Ezzel elérte a líthium-levegő akkuk elméleti maximumát. Emellett 3 volton tölt, és 2,8 volton sül ki, ami meglepően kis energiaveszteséget jelent hő formájában és 93%-os hatékonyságot.

 

Ennek ellenére Grey professzor úgy gondolja, hogy még legalább 10 évnyi kutatómunkára van szükség, hogy kiküszöböljék a további problémákat, és kereskedelmi forgalomba kerülhessen. És ha ez megtörténik, nemcsak az akkumulátorok forradalmát jelenti majd, hanem az autóipar, a megújuló energiaforrások és még sok más iparág innovációját is.





Jövő idő: Mesterséges intelligencia Tudja mire vagy kíváncsi, tudja milyen autót szeretnél, tudja mit eszel vacsorára. És ez még csak a kezdet.
Jövő idő: Mi lesz, ha lecserélnek egy gépre? A gépek és robotok térhódítása már elkezdődött. A hatásuk egyre inkább érzékelhető lesz a munkaerőpiacon.
Biológiai gyógyszerek – Biotechnológia a gyógyszeriparban A tünetek kezelése helyett a fő problémát célozza meg a gyógyszeripar csúcsterméke.
Humai – Halhatatlanná válhat a tudatunk 2040-ben már visszahozhatja az embereket a halálból a mesterséges intelligencia.
Jövő idő: Bionika – tudományok találkozása A kutatók előtt új kapuk nyíltak meg, és fantasztikus eredményeket mutatnak a bionika területén.
Jövő idő: Mágneses levitáció A levitáció rejtélye magyarázható. Már komoly lépéseket tettünk a lebegés elérése felé.
Jövő idő: Mit eszünk majd 30 év múlva? Tudósaink gondolnak a jövőre, és előálltak már néhány alternatívával, csak nem tudjuk, hogy jó e ez nekünk.
Jövő idő: Génmódosított növények Egyesek az emberiség jövőjét látják benne, mások veszélyt. A találgatások helyett hagyatkozzunk inkább a kutatásokra.
Jövő idő: Értelmezzük újra az autókereket Újra feltalálták a kereket az amerikai mérnökök. Pár évtizeden belül gumilabdákon guruló autókat képzelnek el az utakon.