A japán autógyártó kutatócsapattal dolgozik egy új fluorid-ion akkumulátor véglegesítésén, amely háromszoros energiasűrűségű katódot használ. A Toyota nagyobb tartósságot és kapacitást lát benne, mint a lítiumion-technológiában.
A Toyota és a Kiotói Egyetem kutatói egy olyan új típusú akkumulátoron dolgoznak, amely teljesen szilárdtest fluoridion technológiát alkalmaz. Az új katódanyagnak köszönhetően az energiasűrűség akár kétszerese is lehet annak, amire egy hagyományos lítiumion-akkumulátor képes, így komoly fejtörést okozhat a konkurenciának az e-mobilitási versenyben.
A kutatók réz-nitridet használnak katódanyagként, amelynek kapacitása térfogategységre vetítve a háromszorosa, tömegegységre vetítve pedig a kétszerese annak, amit a lítiumion-technológia tud a mai ismereteink szerint. A fejlesztés célja, hogy az új anyaggal jelentősen növeljék az elektromos járművek akkumulátorainak hatékonyságát.
A teljesen szilárdtest fluoridion akkumulátor egyik kulcseleme a katód anyaga. A réz-nitrid reakcióba lép nitrogén- és fluoridionokkal, lehetővé téve három elektron kivonását minden egyes nitrogénatomból. Ez a folyamat háromszoros kapacitást eredményez. A visszafordítható kapacitás eléri az 550 mAh/g értéket, ami több mint kétszerese a lítiumion-katódok 120–250 mAh/g kapacitásának.
A kutatók szerint az új akkumulátor akár több tucat töltési és kisütési ciklust is kibír. Az anyag stabil szerkezete lehetővé teszi, hogy az akkumulátor nagy energiasűrűséggel működjön, miközben biztosítja a fluoridionok gyors mozgását is.
A fluorid-ion akkumulátorok iránti érdeklődés az utóbbi években megnőtt, mivel ezek a technológiák ígéretes lehetőségeket kínálnak az energiatárolás területén. A kutatók kiemelték, hogy a teljesen szilárdtest fluoridion akkumulátorok növelhetik az elektromos járművek hatótávolságát.
A fejlesztés eredményeként az elektromos autók 600 kilométerről akár 1200 kilométerre növelhetik a hatótávolságukat.
A Kiotói Egyetem kutatói az új akkumulátor tervezése során perovszkit kristályokat is alkalmaznak. A töltési folyamat során a fluoridionok nátrium-klorid rétegeken keresztül mozognak, ami hozzájárul az akkumulátor hatékonyságának növeléséhez.
Az American Chemical Society folyóiratban megjelent tanulmány szerint a réz-nitrid katód lehetőséget teremt a fluoridionok beépülésére a kettős kötésű rézközpontok körüli anionos üregekbe, ami lehetővé teszi a több elektronátvitellel járó folyamatot. A kutatók szerint az új katódanyag kapacitása „meghaladja számos hagyományos fluorid-ion katód teljesítményét.”
A kutatás szerint az új töltéskompenzációs kémiai folyamat további lehetőségeket nyithat meg az energiatárolásban. A fluorid-ion akkumulátorok fejlesztése során azonban nemcsak a katód, hanem az anód és a szilárd elektrolit is kulcsfontosságú szerepet játszik.
A Nikkei jelentése szerint a kutatócsoport külön fejleszti az akkumulátor többi alkotóelemét, hogy egy teljesen szilárdtest fluoridion akkumulátor megvalósulhasson. A fejlesztések célja egy olyan energiatároló rendszer létrehozása, amely nagyobb hatékonyságot és tartósságot biztosít az elektromos járművek számára.
A címlapkép AI-val generált illusztráció. Forrás: Freepik
Nukleáris hatósági találkozót tartottak Csehországban, amelynek fókuszban az új atomerőművi blokkok, a kis moduláris reaktorok, valamint a hosszú távú üzemeltetés volt.