Szupergyors elektróda jelenthet előrelépést az akkumulátorok terén

A NAWA Technologies francia cég, amely energiaátalakító berendezéseket és rendszereket állít elő, egy szén nanocsövön alapuló elemelektródot mutatott be, amely állításuk szerint a világon a leggyorsabb a maga nemében. Az úgynevezett ultragyors elektróda ereje tízszeres, az energiatárolási képessége háromszoros, az élettartama akár ötszörös is lehet, és órák helyett percekre csökken a töltési idő.

A szupergyors elektróda az akkumulátor teljesítményének változását ígéri. Bemutató videójában a NAWA úgy jellemezte az új technológiával felszerelt akkumulátorokat, mint a hagyományos akkumulátorok közötti átmenetet: ha a gyorsan tölthető akkumulátorokat egy sprinterhez, a lítiumakkumukátorokat pedig egy maratonfutóhoz hasonlítjuk, könnyebben érzékelhető a különbség: az egyiknek rövid időre van szüksége a töltéshez, nagy teljesítménnyel bír, de gyorsan lemerül, míg a másik tovább bírja, de kevésbé erős.

Az Aix-en-Provence központú cég szerint az akkumulátor teljesítményének, energiájának és életciklusának egyik legfőbb korlátja az elektródok gyártásához használt por. Ezek alacsony elektromos-, hő- és ionvezető képességet eredményeznek; kedvezőtlen mechanikai viselkedésük a merülés és feltöltés folyamán hozzájárulhat a degradációhoz, biztonsági és életciklus-problémákhoz vezet.

Az új elektróda – amely az NAWA által szabadalmaztatott, függőlegesen elhelyezkedő szén nanocsöveinek rendszerén (VACNT) alapul – ötvözi az ionvezetési tényezőt (köszönhetően a minden oldalról hozzáférhető 3D nanostruktúrának) a magas elektromos- és hővezető képességgel, amelyet 100 milliárd nanocső/négyzetcentiméter elrendezés biztosít, mind függőlegesen igazítva.

Mivel az elektródák az akkumulátor teljes költségének csaknem 25 százalékát teszik ki, és a mai globális lítiumion-akkumulátorok piaca meghaladja a 35 milliárd dollárt, a NAWA úgy véli, hogy új szabadalma jelentős költségmegtakarítást jelenthet.

A NAWA jelenleg a különböző vegyszerekből előállított bevonatokat teszteli partnereivel, hogy a technológiát már 2023-ban bevezethessék és gyárthassák. A francia kutatók szerint a rendszer életciklusa végén könnyen újra feldolgozható és környezetbarát módon eldobható. Becsléseik szerint a hagyományos lítiumakkumulátorok CO₂ lábnyomát ezzel a megoldással akár 60 százalékkal is csökkenteni lehet (cellánként).

A technológia egyik legfontosabb piaca várhatóan az autóipar lesz, amely jelenleg a lítiumion-akkumulátorok gyártásának 75 százalékát adja. A vállalat azt állítja, hogy egy fejlett, az ultragyors szén-dioxid-elektródával felszerelt lítiumion-akkumulátor megduplázhatja a tárolt kWh mennyiségét, ami azt jelenti, hogy az elektromos autók több energiát tudnak kihasználni, és ezáltal hosszabb ideig vagy gyorsabban tudnak haladni, ami általánossá teszi az 1000 km-es hatósugarat a tömegpiacon is. A töltési idő akár öt percre csökkenthető (80 százalékos töltöttségig), míg az akkumulátor élettartama akár ötszörösére is javulhat.

Ulrik Grape, a NAWA Technologies vezérigazgatója elmondta: „Az NAWA ultrakönnyű szénelektródája lehetővé teszi számunkra, hogy gyorsabban töltsük fel az akkumulátorokat, tovább és tovább haladjunk – és mindezt egy olyan termékkel, amely a világ egyik legkönnyebben hozzáférhető és legzöldebb anyagán alapul: a szénen.

„Technológiánk hozzájárulhat az akkumulátoros rendszerek környezeti hatásainak drámai csökkentéséhez, olyannyira, hogy úgy gondoljuk, ez az elektródainnováció felezheti azt az időt, amely alatt egy elektromos jármű a gyártása során keletkező CO₂-t kiegyenlíti, valamint feltöltése ugyanannyi időbe telik, mint ha csak benzint tankolnánk, és ugyanolyan távolságot is lehet megtenni vele, mint egy tele tank benzinnel.”

Hegyi Heni, NEW technology