Egy lépéssel közelebb kerültünk a kalciumalapú akkumulátorokhoz

2019.09.10. 14:08

A kalcium-ion energiatároló technológia ígéretes jelölt a következő generációs akkumulátorok számára, ami véget vethet a világ lítiumkitettségének. Újra egy lépéssel közelebb kerültünk a kalciumalapú akkumulátorok gyártásához a németországi Ulm Helmholtz Intézet kutatóinak köszönhetően, akik biztonságosabb és olcsóbb alternatívát kínálnak a jelenlegi lítiumalapú akkumulátoroknál.

Jobb tulajdonságokkal rendelkezik, mint a lítiumos változatok

Bár a kalciumalapú akkumulátorok gondolatával már régóta kísérleteznek a kutatók, eddig nem találták az elektródák megfelelő arányú anyagösszetételét a kalciumalapú telephez. Ám a most kifejlesztett, kalciumból álló anódos akkumulátorok fenntarthatóbbak és biztonságosabbak lehetnek, mint a lítium-anódos társak.

Zhirong Zhao-Karger, a németországi Ulm Helmholtz Intézet kutatója és munkatársai egy kalciumvegyületet reagáltattak fluortartalmú vegyülettel, amivel egy új típusú kalcium-sót képeztek.

Az akkumulátorok hosszú élettartama ma már alapkövetelményForrás: PhotoAlto/Sigrid Olsson / Altopress/Sigrid Olsson

A kapott anyag hatékonyan vezette az elektromos áramot. A kutatók rámutattak, hogy az elsőrendű elemek technológiai csúcsát manapság a lítiumalapú elem jelenti, amely rendkívül kiemelkedő teljesítményt nyújt digitális készülékekben és más elektronikus eszközökben.

A lítium azonban viszonylag drága és nyersanyagként korlátozottan áll rendelkezésünkre.

A lítium-ion akkumulátoroknak ezen túlmenően számos hátránya van: tüzet okozhatnak, valamint több veszélyes és mérgező anyagtól függ a gyártásuk, például a lítiumtól és kobalttól. A lítium-elemek előállításához olyan ritkaföldfémekre van szükség, amelyek bányászatot és komoly gyártást igényelnek, és amelyek jelentős károsanyag kibocsátással rendelkeznek. Ezen túlmenően olyan főbb alkotóelemek, mint a lítium, nikkel és kobalt, véges mennyiségben léteznek a természetben, ami valószínűleg nem felel meg az akkumulátorok jelenlegi és jövőbeli igényeinek. A kalcium-ion telep viszont jobb tulajdonságokkal rendelkezik, mint a hasonló paraméterű lítiumos változatok.


Nagy teljesítményre képes és olcsó a gyártása

A kalciumalapú akkumulátorokat azonban bizonyítottan hosszú élettartamra tervezik, jobb az energiamegtartó képessége, mint a lítiumalapú társaik, és ez nagyobb teljesítményt ígér, még könnyebb és vékonyabb kivitelben.

Kalcium gyűjtőmedenceForrás: Wikimedia Commons

Ráadásul a kalcium könnyebben hozzáférhető nyersanyagként: a Földön természetes állapotban való előfordulása mintegy 2500-szor gyakoribb, mint a lítiumé. Így a kalcium-ionenergia-tároló technológia ígéretes jövőt jelenthet a következő generációs akkumulátorok számára, mivel nagy teljesítményre képes és olcsó a gyártása.

A kalciumalapú akkumulátoroknál azonban még számos technikai kérdés vár megoldásra, például a kielégítő teljesítmény elérése kapcsán, amit eddig még nem sikerült teljes mértékben realizálni.

Tovább növelnék az elektromos autók számát EurópábanForrás: pexels.com

A jelenleg legelterjedtebb lítiumalapú telepek megkerülhetetlenek többek közt az elektromos autóknál is, hiszen ezek akkumulátora is erre épül.

Ennek már csak azért is óriási jelentősége, mert az idei Electric Vehicle Outlook jelentés szerint az elektromos járművek 2040-re a globális személygépkocsi-értékesítés több mint felét teszik ki, és teljes mértékben uralni fogják a buszpiacot.