A koreai KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) kutatói kifejlesztettek egy módszert, amivel a teljes egészében szilárdtestes akkumulátorokat (ASSB, all-solid-state battery) még hatékonyabbá tehetik, anélkül, hogy túlságosan bonyolult vagy költséges megoldást kellene alkalmazniuk.

A szilárdtest-akkumulátorok a folyékony elektrolitot alkalmazó akkumulátoroktól eltérően más típusú struktúrát rejtenek a belsejükben: szilárd elektrolitot használnak, ami nagyobb energiasűrűséget ad és biztonságosabb is, mint a folyékony elektoriton alapuló változatok. A szilárd elektrolit problémája viszont, hogy a “sűrűbb” anyagban a kémiai folyamatokban főszerepet játszó részecskék nehezebben mozognak az elektródák között. Bár a szilárdtest-akkumulátorok, illetve az ASSB-k ígéretes technológiát jelentenek, de bőven nyújtanak még teret a tökéletesítéshez, a KAIST szerint azonban a fejlesztések sokszor drága alapanyagokon vagy komplikált előállítási módszereken alapulnak.

A koreai kutatók azt tanulmányozták, hogyan utaznak a szilárd elektrolitban a lítiumionok - az ionok mozgását úgy változtatták meg, hogy az elektrolit kristálystruktúráját kétértékű anionokkal (oxigénnel és kénnel) turbózták fel. Ezután a kétértékű anionok működését a szilárd elektrolitban, cirkóniumalapú halogenid elektrolitokban figyelték meg. A hozzáadott összetevők alkalmazásával sikerült a belső szerkezetet úgy átformálni, hogy az ionok számára sokkal nagyobb mozgástér nyílt, szélesebb csatornákon keresztül tudtak haladni, és ezáltal kevesebb energiával, gyorsabban jutottak át a közegen.

“A tesztek kimutatták, hogy az oxigén vagy a kén hozzáadása az elektrolithoz a lítiumionok mozgékonyságát kétszeresére-négyszeresére növelte a hagyományos, cirkóniumalapú elektrolitokhoz képest.

Ez a fejlődés megmutatja, hogy a szilárdtest-akkumulátorok drága anyagok használata nélkül is elérhetik a valós alkalmazásokhoz szükséges teljesítményszintet.” - magyarázza a KAIST.

(Fotó: Bing/MAI-Image-1)

Egy perc alatt tölthető szilárdtest-akkumulátort készítettek, ami a lítium-ion energiatárolók trónjára törhet Az akkumulátor hajszálvékony rétegekből áll össze, nem gyúlékony és sokáig megőrzi teljesítményét, de egyelőre csak a laboratóriumi változata létezik.