Az akkumulátorok a zöld átállás egyik kulcsát jelentik, ám a jelenleg használt technológiával több probléma is van. Egyfelől minél több töltési cikluson van túl a szerkezet, annál kisebb a kapacitása, de az is igen komoly fejfájást okoz, hogy a lítium-ion akkumulátorok rendkívül tűzveszélyesek. A mérnökök ezért világszerte azon dolgoznak, hogy a jelenleginél jobb alternatívát kínáljanak az energiatárolásra.

Ezzel kapcsolatban tettek le egy új fejlesztést az asztalra a dél-koreai Daegu Gyeongbuk Tudományos és Technológiai Intézet (DGIST) kutatói, akik olyan háromrétegű szilárd polimer elektrolitot fejlesztettek ki, amely eloltja önmagát, és nem tud felrobbanni. Emellett a szakemberek szerint az akkumulátor élettartama is jobb, mint a jelenleg használ lítium-ion akkumulátoroké – írja a hvg.hu.

A szilárdtest-akkumulátorok alapvető problémája, hogy gyengébb a teljesítményük, mint a folyékony polimeres társaiké, mivel a bennük lévő elektródák és elektrolitok esetében nehéz a teljes érintkezést elérni. Ahogy az akkumulátor töltésen és kisütésen megy keresztül a használat során, a lítium-ionok éles fémes dendriteket képeznek.

Ezek a dendritek nemcsak az akkumulátor teljesítményének csökkenését okozzák, hanem növelik a tűz- és robbanásveszélyt is – idézi a híroldal az Interesting Engineering cikkét. A DGIST mérnökei azonban megoldották ezt a problémát, méghozzá úgy, hogy a szilárd polimer elektrolitot egy háromrétegű rendszerből építették fel. Az újfajta elektrolit minden rétege meghatározott funkciót lát el. A zeolitból készült robusztus középső réteg erősíti a szerkezetet, míg a lágyabb külső rétegek biztosítják az elektródák érintkezését, és javítják az akkumulátor teljesítményét és hatékonyságát.

Az egyik lágy réteg dekabróm-difenil-etán (DBDPE), ami gátolja az égést – ha pedig tűz keletkezik, eloltja azt –, míg a másik a lítium-bisz(trifluor-metán-szulfonil)-imid (LiTFSI), ami a lítium-ionok gyorsabb mozgását teszi lehetővé. Ez javítja az energiaátviteli sebességet, és megakadályozza a dendritek képződését az elektrolitban. Az erről szóló tanulmány a Small tudományos lapban jelent meg.

A laboratóriumi vizsgálatok során az akkumulátor 1000 töltési ciklus után is megőrizte kapacitásának 87,9 százalékát. A folyékony elektrolitot használó tipikus li-ion akkumulátor ennyi feltöltés és lemerítés után már csak 70-80 százalékos kapacitással tud működni.