Olyan összetételű EV-akkumulátort sikerült építeni, ami a napjainkban forgalomban lévő cellákhoz képest egy csapásra akár másfél-kétszeresére növelheti a hatótávot. Gyártásra kész megoldást tettek le az asztalra a tudósok.
A dél-koreai Pohang Technológiai és Tudományegyetem (POSTECH) kémiai tanszékének kutatócsoportja áttörést ért el egy új, gél és a lítium-ion EV-akkumulátor technológiával: egy feltöltéssel elérhető akár az ezer kilométeres hatótáv is. Ezzel egy mai átlagos elektromos autó teljesítményének másfél-kétszeresére képes megoldás alapjait tették le.
A tudósok szilícium-alapú anyagokkal és gél-elektrolitokkal jutottak közelebb az álomhatárhoz. Mivel a jelenlegi, nagyobb teljesítményű elektromos járművek jellemzően 700 kilométer körüli hatótávolságot kínálnak, az 1000 kilométeres akkumulátor óriási ugrást és lehetőséget jelent a fenntartható közlekedés elérésében. A POSTECH csapatát vezető Soojin Park professzor, illetve Minjun Je és Dr. Hye Bin Son doktorandusz átfogó tanulmányban vezette le, mekkorát változhat a tárolókapacitás, csupán azzal, hogy új anyagokat alkalmaznak.
A szilícium régóta ismert a nagy tárolókapacitásáról, ami ígéretes jelöltté teszi az elektromos járművek akkumulátorai számára. A töltés során benne végbemenő tágulás és kisütés, valamint az ebből eredő összehúzódásra való hajlam ugyanakkor csökkenti a hatékonyságát. Bár erre a nanoméretű szilíciumrészecskék némi enyhülést kínálnak, ezek előállítása továbbra is bonyolult és költséges folyamat. A mikroméretű szilíciumrészecskék alkalmazása persze olcsóbb és praktikusabb megoldás, de tovább súlyosbítják a tágulás problémáját az akkumulátor működése során.
A POSTECH egy újszerű, gél-polimer elektrolitokat tartalmazó megközelítést dolgozott ki ezeknek a kihívásoknak a leküzdésére. A hagyományos folyékony elektrolitokkal ellentétben a gél-elektrolitok szilárd vagy gélállapotú természetüknek köszönhetően nagyobb stabilitást biztosítanak. Azáltal, hogy elektronsugárral kovalens kötéseket alakítottak ki a mikroszilícium-részecskék és a gél-elektrolitok között, a tudósok eloszlatták a térfogattágulás okozta belső feszültséget, így javították a szerkezeti stabilitást.
Az innovatív ötlet eredménye több, mint figyelemre méltó: stabilabb akkumulátorteljesítményt produkál, még a hagyományosnál százszor nagyobb mikroszilícium-részecskékkel együtt is, ráadásul a szilícium-gél elektrolit rendszer a hagyományos akkumulátorokhoz hasonló ionvezetőképességet mutat, miközben figyelemre méltó, 40 százalékos energiasűrűség-növekedés jön létre. Ez jelentős előrelépést jelent az akkumulátortechnológiában, és azonnali alkalmazásra kész gyakorlati megoldást kínál.
A Koreai Nemzeti Kutatási Alapítvány Független Kutatói Programjának támogatásával a csapat munkája megalapozza a megnövelt hatótávolságú és jobb hatékonyságú elektromos járművek következő generációját. Mivel az autóipar egyre inkább a fenntarthatóság felé halad, az olyan innovációk, mint amilyet a POSTECH megvalósított, fontos szerepet játszhatnak az elektromos járművek elterjedésének előmozdításában és a közlekedés jövőjének alakításában.
