1: Az elektromos járművek akkumulátorának tervezésében elért áttörés lehetővé tette, hogy egy tipikus EV akkumulátorának töltési ideje 10 perc legyen. A rövidebb töltési idő és a nagyobb hatótávolsághoz megszerzett több energia rekordot jelentő kombinációját jelentették be a Nature folyóiratban (október 12-én).
„A kisebb, gyorsabban töltődő akkumulátorok iránti igény nagyobb, mint valaha” – mondta Chao-Yang Wang, a Penn State-i William E. Diefenderfer gépészmérnöki professzor és a tanulmány vezető szerzője. „Egyszerűen nincs elég akkumulátor és kritikus nyersanyag, különösen a hazai termelésűekből, hogy kielégítsük a várható keresletet”.
Augusztusban a kaliforniai légierőbizottság átfogó tervet fogadott el a benzinüzemű autók értékesítésének korlátozására és végső soron betiltására az államon belül. Az Egyesült Államok legnagyobb autópiaca 2035-re gyakorlatilag nyugdíjazza a belsőégésű motorokat.
2: Ha az új autók eladása az akkumulátoros elektromos járművek (EV-k) felé fog elmozdulni, magyarázta Wang, akkor két fő hátrányt kell leküzdeniük: túl lassan töltődnek, és túl nagyok ahhoz, hogy hatékonyak és megfizethetőek legyenek. Ahelyett, hogy az akkumulátortól függően néhány percig tartana a benzinkútnál, egyes elektromos autóknak akár egy egész napot is igénybe vehet a feltöltés. „A mi gyorstöltési technológiánk a legtöbb energiasűrű akkumulátor esetében működik, és új lehetőséget nyit meg az elektromos járművek akkumulátorainak 150 kWh-ról 50 kWh-ra való lekicsinyítésére anélkül, hogy a vezetők hatótávolság-iszonyokat éreznének” – mondta Wang, akinek laboratóriuma a State College-i székhelyű EC Power startup céggel működött együtt a technológia kifejlesztésében. „A kisebb, gyorsabban töltődő akkumulátorok drámaian csökkenteni fogják az akkumulátorok költségeit és az olyan kritikus nyersanyagok felhasználását, mint a kobalt, a grafit és a lítium, lehetővé téve a megfizethető árú elektromos autók tömeges elterjedését.”
3: A technológia a belső hőmodulációra támaszkodik, egy aktív hőmérséklet-szabályozási módszerre, amely a lehető legjobb teljesítményt követeli meg az akkumulátortól – magyarázta Wang. Az akkumulátorok akkor működnek a leghatékonyabban, ha melegek, de nem túl melegek. Az akkumulátorok állandóan a megfelelő hőmérsékleten tartása komoly kihívást jelentett az akkumulátormérnökök számára. Eddig külső, terjedelmes fűtő- és hűtőrendszerekre támaszkodtak az akkumulátorok hőmérsékletének szabályozásához, amelyek lassan reagálnak és sok energiát pazarolnak – mondta Wang.
4: Wang és csapata úgy döntött, hogy ehelyett az akkumulátor belsejéből szabályozzák a hőmérsékletet. A kutatók egy új akkumulátorszerkezetet fejlesztettek ki, amely az anód, az elektrolit és a katód mellett negyedik komponensként egy ultravékony nikkelfóliát ad hozzá. A nikkelfólia stimulátorként működve önszabályozza az akkumulátor hőmérsékletét és reaktivitását, ami lehetővé teszi a 10 perces gyorstöltést szinte bármilyen EV akkumulátoron, magyarázta Wang.
5: „A valódi gyorstöltő akkumulátoroknak azonnali hatása lenne” – írják a kutatók. „Mivel nincs elég nyers ásványi anyag ahhoz, hogy minden belsőégésű motoros autót 150 kWh-val felszerelt EV-vel lehessen helyettesíteni, a gyorstöltés elengedhetetlen ahhoz, hogy az EV-k elterjedjenek”.
A tanulmány partnere, az EC Power azon dolgozik, hogy legyártja és kereskedelmi forgalomba hozza a gyorstöltő akkumulátort a járművek villamosításának megfizethető és fenntartható jövője érdekében, mondta Wang.
Cikk forrása és további részletek: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221012132511.htm
Képek forrása: Flickr (Illusztráció)
