Folytatjuk akkumulátor sorozatunkat - ezúttal az új, Natrium-Ion összetételű akkumulátorral ismerkedünk, melyet a texasi Austin Intézet mérnökei fejlesztenek teljes erőbedobással.
Írta: Tomasz Piekarski
Miért van ennyi fajta akkumulátor?
Joggal tehetjük fel a kérdést laikusként, mire föl ennyi féle akkumulátor? Egyrészt azért, mert ez még egy új technológia, így különböző gyártók versengenek egymással “a legjobb” megoldásért. Másrészt, a köztudott nyersanyag-szűkösség miatt nem lehet minden akkumulátort ugyanabból a mixből előállítani. Harmadrészt ahány autó - annyiféle igény: figyelni kell arra is hogy a jármű hasznossága mire van optimalizálva. Rövid távok nagy erőbedobással, hosszútávok takarékosan, gyorstöltés kell-e vagy megfelelő a közepes vagy lassú áramfelvétel. Így alakulnak, fejlődnek a különböző akkumulátor koktélok.
Mi a különbség?
A járművekben található akkumulátorok cellái elsősorban fizikai szerkezetükben, felépítési technológiájukban és a felhasznált elektrolit típusában különböznek egymástól. Mindezek a tényezők közvetlenül befolyásolják az elektromos autók akkumulátorainak főbb jellemzőit és alkalmazását.
Novum Texasból
A texasi Austin Intézet mérnökei az elmúlt évben nátriumot (Na-Ion) használó szilárd elektrolitot tartalmazó akkumulátorcellát fejlesztettek ki. A sorozatgyártás előtti tesztelés még folyamatban van, de az eddigi eredmények ígéretesek. A szilárd elektrolit alapú cellák körülbelül 1000 teljes töltési ciklust bírnak ki, maga a nátrium pedig, mint a cella alapvető eleme, kedvező árfekvésű és könnyen hozzáférhető.
A nyílt műszaki forrásokból elérhető számos publikáció alapján az új technológiákban a trend az aszfalt, grafén, szilícium, kén, nátrium felhasználásával működő „szilárd” elektrolitokon alapuló cellák irányába mutat – ezek az anyagok és elemek lesznek a jövőben a legmodernebb, nagy teljesítményű elektromos cellák alapvető építőkövei.
Az austini kutatók azon dolgoznak, hogy úgy növeljék a Na-ion cellákból nyert feszültséget és áramerősséget, hogy azokat széles körben lehessen használni a közlekedésben különböző típusú járműveknél.
Líthium vs Natrium
Fontos, hogy a kén, a nátrium és a szilícium könnyen hozzáférhető és gazdaságosan beszerezhető elemek, és a leginkább használt lítiumhoz hasonló vagy azt meghaladó teljesítményt ígérnek.
A lítium és a nátrium egyaránt a lítiumcsoportba tartozik, és hasonló reakciókészséggel rendelkeznek, viszont a nátrium, az egyik leggyakoribb elem a Földön, ellentétben a lítiummal, ami szűkösen áll rendelkezésre. A Texasban kifejlesztett Na-ion cellákban a lítiumot nátrium anóddal, a gyúlékony folyékony elektrolitokat pedig kénalapú szilárd elektrolitokkal váltották fel, növelve a biztonságot.
Energiasűrűség - a hatótáv maximalizásáért
Ezen felül a korábban kerámiából készült katódot szerves anyaggal helyettesítették, ami növelte a rugalmasságát. Több száz ciklusnyi működés után sem állapítottak meg hatásfokcsökkenést, pedig a katódon magas, 490Wh/kg energiasűrűséget értek el.
A katódon elért végső energiasűrűség 590Wh/kg volt, ami megegyezik a drágább lítium-ion eredményével. Több mint 500 ciklusnyi működés után a cellák a névleges értékek 89%-át elérő hatásfokot mutattak.
Az Európai Uniós országok megállíthatatlanul folytatják az átállást az elektromos - zéró emissziós - közlekedésre, így minden újfajta, költség- és energiahatékony, illetve megbízható akkumulátor-megoldásnak örül a piac.
