Harc a hatótávpara ellen – Így újítja meg a hibrid anód a lítiumion-akkumulátorokat

Dél-koreai kutatók kifejlesztettek egy új hibrid anódanyagot, amely jelentős javulást mutat az energiatároló-kapacitás és a hosszú távú ciklikus stabilitás területén. Az eredményekről írt tanulmány egy hierarchikus heteroszerkezetű kompozitot mutat be, amely nanométeres szinten optimalizálja az anyaghatár-felületeket. A kutatók a grafén-oxid kiváló vezetőképességét ötvözték a nikkel-vas vegyületek energiatárolási képességeivel, azt remélve, hogy ezzel elindulnak a jövő energiatárolási és elektronikai megoldásai felé vezető úton.

A lítiumion-akkumulátorok széles körben elterjedtek a hordozható elektronikai eszközökben, az elektromos járművekben és a megújuló energiát alkalmazó rendszerekben. A nagyobb energiasűrűség, a gyorsabb töltés és a hosszabb élettartam iránti igény ugyanakkor új anyagok fejlesztését teszi szükségessé.

Erre a problémára igyekezett megoldást találni a Jae-Min Oh professzor (Dongguk Egyetem) vezette csapat, Seung-Min Paek professzor (Kyungpook Nemzeti Egyetem) közreműködésével. A kutatók rétegenkénti önszerveződő eljárással, polisztirol (PS) gyöngyöket használva állították elő az új kompozitot. Ezt követően hőkezeléssel fázisátalakulást idéztek elő, amelynek során nanokristályos nikkel-vas-oxid és amorf nikkel-oxid keletkezett. Az eredmény egy jól integrált hibrid kompozit lett, amely magas vezetőképességet mutatott, az üreges szerkezet pedig megakadályozza a nikkel-vas-oxid, az amorf nikkel-oxidrészecskék és az elektrolit közvetlen érintkezését, ami növeli a stabilitást.

Az elektrokémiai vizsgálatok során az anódanyag kiváló teljesítményt mutatott és nagy töltési/kisütési sebességnél is magas kapacitást tartott meg.

„Úgy látjuk, hogy a jövőben az energiatároló anyagok már nem csak az egyes összetevők fejlesztéséről fognak szólni. Több, egymással kölcsönhatásban álló anyag együttműködésén alapuló rendszerek jelennek majd meg, amelyek szinergiát hoznak létre, és ezáltal hatékonyabb és megbízhatóbb energiatároló eszközök születhetnek” – idézi az egyetem közleménye Jae-Min Oh professzort.

A fejlesztés célja, hogy 5–10 éven belül jobb akkumulátorok készüljenek, hosszabb élettartammal, gyorsabb töltéssel és kisebb tömeggel, így segítve elő a tényleg fenntartható energiafelhasználást és a felhasználók igényeinek kielégítését.

Gábor János, NEW technology