Az új generációs megoldások biztonságosabb, tartósabb és hosszabb üzemidejű eszközöket tehetnek majd lehetővé a jövőben.
Az akkumulátorok ma már ott vannak mindenhol, nem csak a telefonokban vagy az elektromos autókban. A hatékonyabb energiatároló eszközök létrehozása jelenleg az egyik legfontosabb kutatási-fejlesztési terület – a legújabb irányokról most a Discover tudományos magazin számolt be.
A jövő jobb akkumulátorai nemcsak a kényelmünket szolgálnák, elengedhetetlenek a környezetvédelmi célok teljesítéséhez is. Még jobb energiatárolók kellenének ahhoz, hogy az elektromos autók legyőzzék a robbanómotoros járműveket, és fontosak lennének ahhoz is, hogy az ingadozva termelő megújuló energiaforrásokat hatékonyan tudjuk felhasználni a villamosenergia-termelésben.
Az akkumulátorok között jelenleg a lítium-ion alapú megoldások vezetnek, ezeknek azonban sok korlátja van, ezért a mérnökök keresik a kisebb, biztonságosabb, könnyebb és gyorsabban tölthető alternatíváikat.
Akkumulátorok a villamosenergia-hálózatban
A fejlesztések egyik irányát az jelenti, hogy az energiatároló megoldások egyre inkább megjelennek a villamosenergia-hálózatban is. Ahogy az imént írtuk, a nap- és a szélenergia ingadozó termelése nagy kihívás elé állítja a villamosenergia-rendszereket. Az ingadozásokat úgy lehet kiegyenlíteni, hogy a napsütéses és szeles órákban megtermelt többlet elektromosságot akkumulátorokban tároljuk el. Ezekből később könnyen kinyerhető az energia este vagy a szélcsendes időszakokban.
Ahogy a nap- és szélenergia termelése egyre megfizethetőbbé vált az utóbbi időben, úgy sokasodtak az energia tárolására szolgáló megoldások is. Az Amerikai Egyesült Államokban is rohamosan nő az energiatároló kapacitások mérete, például New York állam 2030-ra a megújuló energiaforrások 70 százalékos aránya mellé 3 ezer megawatt tárolókapacitást tűzött ki célul.
A szilárdtest-akkumulátorok elterjedése
A most elterjedt lítium akkumulátorokban egy pozitív és egy negatív elektróda között az ionokat vezetni képes, folyékony elektrolit teremt kapcsolatot. A folyamat közben azonban hő is termelődik, ez pedig túlmelegedéshez, túltöltődéshez vezethet, ami hosszú távon károsítja az eszközt. Szélsőséges esetben akár fel is robbanhat az akkumulátor.
A tervezők főleg ennek elkerülése miatt kísérleteznek azzal, hogy szilárddal helyettesítsék a folyékony elektrolitot – így tartósabb eszközöket lehetne létrehozni. Elméletileg az ilyen megoldások olcsóbbá, tartósabbá, és gyorsabban tölthetővé is tennék az akkumulátorokat. Bár ezek a típusok még csak kísérleti fázisban vannak, a nagy autógyártók már komoly kutatásokat folytatnak a területen. Ha sikerrel járnak, akkor a robbanómotoros autókon kívül az eddigi elektromos járművek is nyugdíjba mehetnek.
Cinkalapú akkumulátorok
Egyes kisebb teljesítményű akkumulátorok már ma is használnak cinket, de ha a mérnököknek sikerül ezzel a fémmel újratölthető áramforrásokat is előállítani, akkor ezek komoly kihívói lehetnek a jövőben a lítiumalapú akkumulátoroknak.
A cink sokkal olcsóbb, nagy mennyiségben bányászható és biztonságosabb is, mint a lítium, ráadásul akár kisebb és könnyebb akkumulátorok is építhetők a segítségével.
Hagyományosan a cinkalapú rendszerek a többi akkutípussal szemben nem zártak, működésükhöz folyamatos levegő-utánpótlásra van szükség, mert kisüléskor oxigént kötnek meg. A fejlesztések itt is egyre előrehaladottabb állapotban vannak, már a gyakorlatban is elkezdődött a technológia tesztelése.
Forrás: hirado.hu
