Gyorsan tölthető lítium akkumulátorok

2011-11-21 11:04:18 | Módosítva: 2011-11-21 12:22:16

Negyed óra alatt feltölthető akkumulátor, ami akár egy hétig ellátja energiával mobil eszközünket? A közeljövőben már ilyen áramforrásokkal találkozhatunk.

Okostelefonok, táblagépek, notebookok tulajdonosai számára egyaránt problémát okoz, hogy a készülékek áramforrása gyorsan lemerül, főleg ha megterheljük a processzort, megemeljük a fényerőt, esetleg külső eszközt csatlakoztatunk a géphez. Mit érünk egy mindenttudó eszközzel, ha csak néhány óráig vagyunk szabadok? A Northwestern University kutatói a jelenleg legelterjedtebb lítiumion technikát fejlesztették tovább. Az eredmény: 15 perc töltés után egy hét használat.


Hogyan működik? 

A lítiumion akkumulátorok elektrokémiai elven működnek. Mobil eszközeinkhez szükséges energiát a lítium ionok vándorlása biztosítja az akkumulátor pozitív pólusa (anód) és negatív sarka (katód) között. Amikor az összes ion átvándorolt egyik pólustól a másikhoz, az akksi lemerül. Ez természetesen csak nagy vonalakban igaz, mert éppen a lítium alapú áramforrások egyik „halála” a túlmerítés és a túltöltés. Ezek elkerülésére mindegyik egy kis védőáramkört tartalmaz. Töltésnél megfordul a folyamat, és a hálózati áram segítéségével az ionokat „visszaküldjük” a katódról az anódra. 


Kapacitási korlát 

Bármilyen akkumulátorról legyen szó, két fő probléma (de legalábbis kettőből az egyik) minden esetben felmerül. Az egyik a kapacitás, a másik a töltési idő kérdése. A kapacitást a lítium ionok sűrűsége korlátozza. Egyszerűbben fogalmazva: hány töltéshordozót tudunk egy adott térfogatba sűríteni. A gyakorlatban ez úgy néz ki, hogy az akkumulátor belsejében vékony grafitrétegek helyezkednek el, ezekhez kapcsolódnak a lítium ionok. A fizikai korlát oka az, hogy 6 szénatomhoz mindössze 1 lítium atom képes kapcsolódni. Kutatók rájöttek, hogy a szenet szilíciummal helyettesítve sokkal jobb eredmény érhető el, 1 szilícium atomhoz ugyanis 4 lítium atom csatlakozhat. Semmi sem tökéletes, a szilicium ugyanis a töltés során kitágul és összehúzódik, ami az akkumulátor kapacitásának csökkenéséhez vezet már rövid távon is. A Northwestern University kutatói ötvözték a korábbi és az új technikát, grafitrétegek közé helyezték a szilikon lapokat. Ezzel maximalizálható a töltéshordozók száma, anélkül, hogy az akkumulátor kapacitása csökkenne. 


Töltési korlát 

A második probléma a töltési idő. Jó lenne, ha egy akkumulátort néhány perc alatt töltött állapotba lehetne hozni. Ehhez a kutatók mikroszkópikus (10-20 nanométeres) lyukakat fúrtak a grafitrétegekbe. Ezzel lerövidítették az anódhoz vezető utat, amivel 1/10-re csökkenthető a töltési idő. A két felfedezés nem csak azért fontos, mert jelenlegi akkumulátoraink tovább üzemelhetnek, hanem mert lehetővé válik egészen kis méretű, de nagy kapacitású áramforrások használata is, ami a gyógyászatban fontos előrelépéseket hozhat.


(forrás: http://www.northwestern.edu/newscenter/stories/2011/11/batteries-energy-kung.html)

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!

Bérces Balázs


Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

Id Szőke Tivadar avatarja

Id Szőke Tivadar        

Érdekelne 60 voltos elektromos kerékpárba lehet-e rendelni és mi az ára??

OLDBOY avatarja

OLDBOY         LIion akku.

Érdekelne az akku ára és élettartalma.Lehet hogy drágább,mint maga a készülék?

Kerti gépek akkumulátorral

Úgy tűnik, a szerszámgépgyártók - bele értve a kerti szerszámgépek gyártóit is - az akkumulátoros gépekben látják a fejlődés új irányát. Köszönhető ez nagyrészt a Li ion és Lítium polimer...


Vasúti töltés Aquincumnál

Az elmúlt legalább két hónapban egy kapavágás sem történt a vasúti töltés alatti átjáró építésében Aquincumnál, a Gázgyár utcánál. Az építkezés félkészen áll. A Gázgyár utca teljesen tönkrement...