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?

Milyen és mekkora akkumulátort?

Évről évre növekszik az igény akönnyű és nagyteljesítményű elektromos csónakmotorok és akkumulátorok iránt. Azakkumulátorok ára és tömege atárolóképességük (Ah) nagyságával növekszik. Ha a...


Akkumulátoros gépekkel igazi kikapcsolódás a kerti munka

Az akkumulátoros gépek egyik legfontosabb előnye a környezetbarát működés, mert használatuk a benzines gépekhez képest teljesen füstmentes, és a fejlett technológiának köszönhetően a...