Kutatók biztonságosabb akkumulátort fejlesztenek, amely nullára csökkenti az eddigi alacsony, de olykor előforduló tűzesetek kockázatát.
Ha rákeresel a Google-ben a „lithium-ion battery explosion” kifejezésre, akkor egészen hajmeresztő képsorokat láthatsz. Olyanokat, amiken először kigyullad, majd felrobban az akkumulátor. Jellemzően ezek rosszul karbantartott, nem odafigyelve használt akkumulátorokkal fordulatnak elő. De ez mit sem változtat a tényen: az akkumulátorok örökletesen magukban hordozzák ezt a veszélyt, hiszen az egyik „alapanyaguk” gyúlékony. A kis és hordozható akkumulátorok – laptop, okostelefon – extrém kis eséllyel kaphatnak tűzre, és ha igen, akkor is oda nem figyelés, felelőtlen használat az oka.
A nagyobb akkumulátorok, például repülőgépek tartalék-energiaforrásai fejlesztésében elsődleges fontosságú, hogy a tűzeseteket abszolút kizárják. Az akkumulátor akkor gyullad ki, ha extrém módon túlmelegszenek a cellák. Ezt normál használattal nem lehet elérni, csak és kizárólag egy láncreakció képes létrehozni az akkumulátoron belül, amelybe nincsen beleszólásunk kívülről. Természetesen segíthet benne, ha nem szellőző helyen (ágyban, párnák között) használjuk, vagy ha nem megfelelő töltővel töltjük (lásd vonatkozó cikkünket).
A láncreakció során a cellák hőmérséklete növekedni kezd, amely lebontja a bennük található elektrolitot, ez tovább gerjeszti a folyamatot. Az elektrolit melegedése elősegíti a lítium ionok mozgását az anód és a katód között. A jelenség exponenciális melegedésben, majd az anyag tűréshatárát elérve robbanásban, tűzben csúcsosodik ki. A legtöbb akkumulátorban szerves anyagot használnak oldószerként. A leggyakoribb ilyen oldószer a dimetil-karbonát (DMC), egy fokozottan gyúlékony anyag. A kutatók feladata egy kevésbé, vagy abszolút nem gyúlékony helyettesítő anyag felkutatása, amely alkalmas a DMC feladatának betöltésére. Ha ez sikerül, kiterjeszthető lesz az akkumulátorok alkalmazása eddig tűzveszély miatt tiltott felhasználási területeken.
Kutatók egy csapata az Észak-Karolinai Egyetemről nem rég megosztották felfedezésüket: egy fluorid-polimer anyagot, amely perfluoropoliéter (PFPE) néven ismert. A polimer hasonló egy másik alaposan tanulmányozott poliéter elektrolithoz, amelynél relatív alacsony vezetőképességet tapasztaltak.
A hagyományos DMC-vel ellentétben, amely fokozottan gyúlékony, a PFPE nem mutatta veszélyét gyulladásnak egészen 200°C hőmérsékletig. Hogy a meglévő akkumulátorokban is tesztelni tudják, a kutatók módosították a meglévő anyagot, amellyel létrehozták a PFPE-DMC vegyületet. A tesztekből kiderült, hogy a korábbi 150-es kapacitás helyett csupán 120-at volt képes leadni az új PFPE-DMC akkumulátor. Tehát a tűzveszélyesség kiiktatásának oltárán 20% kapacitásbeli veszteséget kellett elkönyvelniük.
Mint minden új technológia, a PFPE és a PFFE-DMC-alapú akkumulátorok előtt hosszú tesztelési folyamat áll. Mindenesetre az eddigi eredmények kecsegtetőek, néhány éven belül nem csupán speciális területeken jelenhetnek meg a nagy kapacitású akkumulátorok, de a laptopok, táblagépek és okos-telefonok sem fognak soha többé lángra kapni – még akkor sem, ha rútul bánunk velük.
blogunk ajánlása
