Megalkották az öngyógyító akkumulátort

A lítium-ion akkuk egyik lehetséges továbbfejlesztési módja az lenne, ha szilícium elektródákat használnának bennük. Ez az anyag töltés közben nagyon sok energiát tud elraktározni. Sajnos a szilícium nem elég ellenálló anyag, mert töltés közben megnő a térfogata, majd az elektronok leadása után összezsugorodik. Az állandó méretváltozás miatt repedések keletkeznek a felületén, és az elektróda végül olyan töredezett lesz, hogy egyáltalán nem tud többé elektronokat tárolni, ezáltal csak rövid időt bír a feltöltött akkumulátor, vagy teljesen használhatatlan lesz.

A Stanford Egyetem kutatói ennek kiküszöbölésére kifejlesztettek egy olyan akkumulátort, amely „meggyógyítja” önmagát, ezzel növelve az élettartamot.

A találmány lényege, hogy a szilícium elektródákat egy újfajta öngyógyító polimerrel vonják be. Ez az új polimer a többi polimerhez képest sokkal könnyebben repedezik. A szilíciumon keletkezett repedésekkel a polimer is hasonló mértékben repedezik, azonban a zsugorodás közben ebben újra kötések keletkeznek, ezáltal nagymértékben csökken a repedések mérete.

A képen jól látható a különbség. Bal oldalon a hagyományos szilíciumos technológia, jobb oldalon a polimerbevonatú, „gyógyult” változat.
 

Van még mit tökéletesíteni a technológián, de reméljük, hogy a jövőben alkalmazni fogják az ismert gépgyártók is faipari kisgépeik fejlesztéséhez, például az akkus csavarbehajtókhoz. A kutatás jelenlegi szakaszában 100 töltési ciklusra sikerült maximalizálni az új akku élettartamát, azonban ezt mobiltelefonok esetében 500, elektromos autóknál 3000 ciklusra kellene bővíteni ahhoz, hogy valóban használható legyen az elektróda.

Az új polimer nagyszerű rugalmasságát szemlélteti a következő videó. Egy lufi felületét vonták be az anyaggal, melyet felpumpálnak, majd leengednek.

Tetszett a cikk?