Sötét jövő

Íme a jövő: szilárd alapanyagú elemek

2019. november 28. - Wittigen

Az egyik legnehezebb cikk típus amit hozok nektek azok a sci-fi tech cikkek, abból a merően egyszerű okból, hogy a legtöbbjük nem több, mint színes szagos animáció, egy prototípus meg sehol, vagy épp (és ez a rosszabb) puszta átverés (rátok nézek Indiegoogo és Kickstarter). A most soron következő találmány azonban tényleg bizalommal kecsegtet. SSB. Avagy Solid State Battery.

Kórházi eszközök, mobil piac, katonai eszközök, szatellitek, robotika. Mi a közös ezekben a területekben? Mindnek szüksége van elemekre és akksikra, és bezony ez visszatartó erő.

És akkor jön egy úriember, jegyezzük meg a nevét: John B. Goodenough (nem nem tévedés, a csókát "pontjónak" hívják). Aki két tudós csoportban is benne volt, mint vezető és két nagyon fontos dolgot köszönhetünk: a RAM-ot és magát a mostani lítium akku technológiát (mind a kettőért amúgy kapott megfelelő Nobel-díjat). Felhívnám az apró figyelmet, arra, amikor kifejlesztették a mai akksit akkor volt 56 éves, amiért nem látott egy fityinget sem (pont mint a 3 pontos biztonsági öv feltalálója a Volvo, bár a Volvo közreadta a szabadalmat Goodenough odaadta az akkor még működő Atomenergetikai Kutató Központnak (AERE), akik meg tovább adták a Sonynak, de az egy másik történet). De, John 97 éves, de még mindig megy előre, és most épp valami új dolgon dolgoznak. A szilárd alapú elemen.

A jelenlegi elem technológiának (pontosan az, amit anno Goodenough és csapata kifejlesztett, és a Sony népszerűsített) megvannak a saját problémái. Például, ha gyorsan töltik őket, akkor hajlamosak az anód és a katód között kristályok kialakulni, melyek effektíve rövidre zárják az elemet/akksit, és ennek elég kirobbanó hatása tud lenni. Mindenki emlékszik a Note 7 balhéra. Igen az akksi kidurranhat, és a lítium elég agresszíven viselkedik, ha oxigénnel érintkezik. A másik probléma, hogy a lítium kitermelés nem éppen környezetbarát, illetve fogyófém és egy ország kezében összpontosul a világ lítium kitermelésének több, mint 50 százaléka. Természetesen ma már nem ugyan azt a Li-ION akkumlátort használjuk, mint amit anno bemutattak, a technológiát folyamatosan fejlesztik, nagyobb energia sűrűség és kisebb hajlamosság a kristályszerkezetek kialakulására, ami rövidre zárná az akkut magát. De mivel egyre több lesz az akkumlátor alapú használati eszköz, és nem csak a mobilok, hanem autók, házak, és ezeket egyre gyorsabban akarjuk majd tölteni, ezek a kristályok hamarosan ismét problémát jelentenek majd, mert nem kiküszöböltük őket, csak csökkentettük ía kialakulás sebességét. És akkor itt jön képbe Maria Helena Barga, Goodenough munkatársa, aki megépítette az első szilárd alapú (üvegpor) elemet, mely működik is. Nézzük meg, miért is érdekes:

  • nem alakul ki kristályosodás
  • hosszabb élet tartam ( a jelenlegi Li-ION akksik 500 töltés ciklust bírnak, na ez az 1200. ciklusnál mutatta az ugyan akkora mértékű degradációt, mint a mostani akkuk az élettartamuk végén)
  • elfelejthetjük a lítiumot, ugyanis az elem egy sokkalta gyakoribb kémiai anyagot alkalmaz, sót, amit a Földünket borító óceánok jóval nagyobb mennyiségben tudnának biztosítani (és nem lenne fölötte monopóliuma egy országnak)
  • Az olcsóbb szükséges anyagokkal egy időben csökkenne az előállítás költsége, és így a végfelhasználói ár is
  • Biztonságosabb lenne, elméletileg olyannyira, hogy a mostani BMS rendszereket el lehetne hagyni
  • -20°C és 60°C között tud működni
  • 2,2-5x annyi energia sűrűség mint a mostani legjobb lítium akksik

Egy mobil méretű akksi (fizikai méret, ugye ahogy fentebb írtuk, többszörös töltésciklus és kapacitás)  egy laptopot képes lenne akár órákig működtetni, és abból belefér több is, ugyan ez igaz lenne a mobilokra, elképzelhető lenne hogy nem kellene napokig újratölteni. De még jobb, ugye a fizikai méret megtartásával is több ideig működhetne egy eszköz mert több ciklust bír ki, és nagyobb az energia sűrűsége. Képzeljétek el, hogy ez milyen áttörést tudna hozni a művégtagok és egyéb orvosi eszközök terén, vagy épp az exoskeleton gyártás terén. Az meg már csak a hab a tortán, hogy egy hagyományos hajózó konténer méretű akkumlátor el tudna látni egy kisebb közösséget vészhelyzeti energiával, egy áramkimaradás esetén.

Így néz ki a prototípus

Persze a fizikai méret változatlanul hagyása, és ezzel egy időben a energia sűrűség növelése magában hordoz veszélyeket, nevezetesen, a gyulladékonyságot, de ez a veszély a mai napig jelen van az általunk használt folyékony lítium alapú akkumlátorokban is. Persze, az kérdés, hogy a prototípusok megállnák e a helyüket a valós világban, mert ugye nagyon sok világmegváltó ötletet láthattunk már az elemek terén (khm többségük szimpla átverés volt). Így a szkeptikusok hozzáállása teljesen megérthető. Azonban valami mégiscsak emellett a projekt mellett szól, az pedig Goodenough neve és csapata, szóval én részemről megszavazom a bizalmat a csapatnak.

via.: YoutubeIEEE

A bejegyzés trackback címe:

https://sotetjovo.blog.hu/api/trackback/id/tr515319408

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása