Ez az innováció vonzóbbá teszi a szuperolcsó nátriumion-akkumulátort

Az amerikai Energiaügyi Minisztérium Argonne Nemzeti Laboratóriumának kutatói feltaláltak és szabadalmaztattak egy új katódanyagot, amely a lítiumionokat nátriumionokkal helyettesíti, így jelentősen olcsóbbá válhatnak a jelenleg méregdrága eszközök.

„Becsléseink szerint egy nátriumionos akkumulátor egyharmadával kevesebbe kerülne, mint egy lítiumionos” – magyarázza a laboratórium közleményében Christopher Johnson vezető vegyész. „Argonne-i akkumulátorprogramunk már jóval több, mint egy évtizede tanulmányozza a nátriumion-akkumulátorokat, és a katódszerkezetre vonatkozó tervünk az, hogy a nátriumion-akkumulátorokat vonzó alternatívává tegyük – költségkímélőbb és fenntarthatóbb elektromos járművek számára.”

A katód minden akkumulátor egyik legfontosabb része. Itt zajlik az a kémiai reakció, ami a járművet meghajtó elektromos áramlást létrehozza. Johnson kutatócsoportjának ezen a téren elért áttörése két másik Argonne-i tudós, Michael Thackeray és Khalil Amine korábbi, lítiumion-akkumulátorok új katódanyagával foglalkozó kutatásán alapul. Ez utóbbi napjainkban szerves része a Chevy Volt és Bolt modellek, valamint más elektromos járművek akkumulátorainak.

A korábbi katódanyag egy lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid, amelynek szerkezete lehetővé teszi a lítiumionok könnyű beilleszkedését és kivonását a rétegek között. Ezek az ionok szabadon mozoghatnak a katódról az anódra és vissza, hogy töltsék, majd kisüssék az akkumulátort. Johnson csapata ebből a kutatásból merítve talált fel egy nátriumion– akkumulátorokhoz szabott réteges oxidkatódot. Ez a réteges szerkezetű variáció egy nátrium-nikkel-mangán-vas-oxid (NMF) katód, ami a kobalt kivonásával nemcsak a magasabb költségek problémáját oldja meg, hanem a nyersanyaghiány és a toxicitás kapcsán felmerült aggályokat is.

A nátrium a természetben sokkal bőségesebb készletekkel rendelkezik, és könnyebben, fenntarthatóbban bányászható, mint a lítium. Csak ebből a két okból kifolyólag kilogrammonként töredékannyiba kerül, mint a lítium, és sokkal kevésbé érzékeny az áringadozásokra vagy az ellátási láncban bekövetkező zavarokra.

Gábor János, Okosipar.hu