az energiasűrűségük még mindig nem elég magas ahhoz, hogy kielégítse a hosszú távú közlekedés igényeit.

Többek között ez késztette a svéd Chalmers Műszaki Egyetem tudósait arra, hogy olyan megoldásokat keressenek, amelyek integrálják az akkumulátort közvetlenül a jármű szerkezetébe, lehetővé téve az energiatárolást és a mechanikai terhek hordozását egyszerre.

Erre lennének képesek a szerkezeti vagy strukturális akkumulátorok.

Nem mai gondolat
A strukturális akkumulátorok ötlete először a kétezres évek közepén merült fel, pontosabban ekkor kezdtek el először megépíteni ilyen újszerű energiatárolókat.

Az első kísérletek az Egyesült Államok hadseregéhez kötődtek, de a világ különböző egyetemein is elkezdődtek a fejlesztések – többek között a Chalmers Egyetemen is, ahol Leif Asp anyagtudós már 2007 óta dolgozik a technológia hatékonyabbá tételén. De pontosan hogyan is kell elképzelni egy strukturális akkumulátort? – nem nehéz, de azért nem is annyira egyszerű.

A svéd Chalmers Műszaki Egyetem egyik úttörő akkumulátortechnológiai fejlesztése megoldást nyújthat az egyik legnagyobb kihívásra, amellyel az elektromos járművek (EV-k) állnak szemben: a korlátozott hatótávra.

A kutatók olyan többfunkciós szerkezeti akkumulátorokat fejlesztenek, amelyek nemcsak energiát szolgáltatnak az EV-k számára, hanem a jármű szerkezeti elemeiként is funkcionálnak – ezzel könnyebb járműveket és nagyobb hatótávot eredményezve. A technológiából pedig nem csak az elektromos járműveket gyártók profitálhatnak.

A strukturális akkumulátor, ahogy azt a neve is mutatja, egy olyan akkumulátor, ami nem egy különálló, járműbe vagy telefonba épített egység, hanem maga a járművet/telefont felépítő szerkezeti elem.

Tehát tulajdonképpen az akkumulátorból épülne fel a jármű vagy egy készülék váza. Korábban már számos prototípus készült ilyen típusú akkumulátorokból – ezeknek pozitív elektródamagját alumínium adta, ami könnyen hozzáférhető alapanyag volt, felhasználási szempontból azonban nem volt praktikus. Éppen ezért a Chalmers Egyetem tudósai új anyagokat kezdtek keresni – ekkor bukkantak rá a szénszálak azon képességére, miszerint azok képesek tárolni az elektromos energiát, és elektródaként is használhatók lítiumionos akkumulátorokban, hívja fel a figyelmet a EurekaAlert.

Már látszik a fény az alagút végén
A svédországi egyetem kutatócsapata 2021-ben hozta létre az első, szénszálakat használó strukturális akkumulátort, aminek teljesítménye 24 wattóra per kilogrammos volt – ezt tudták most továbbfejleszteni. Mint az az Advanced Materials tudományos folyóiratban megjelent tanulmányból is kiderül, a legújabb fejlesztésű akkumulátor kompozit anyagból készült, és szénszálakat alkalmaz elektródaként. A szénszál azonban nem csupán az elektróda funkcióját látja el az akkumulátorban, hanem a készülék egyéb részeiben is fel van használva, lehetővé téve, hogy az egységet réz vagy alumínium használata nélkül építsék meg.

Ennek eredményeként az új akkumulátor súlya jelentősen csökken a hagyományos változatokhoz képest – körülbelül 20-30 százalékkal.

Hátrány, hogy az új verzióban elért 30 wattóra per kilogrammos energiasűrűség még mindig elmarad a lítiumion-akkumulátorok átlagos teljesítményétől, így a kutatócsoportnak most elsősorban ezen probléma megoldására kell összpontosítania. A fény azonban már látszik az alagút végén, előrejelzések szerint pedig néhány év múlva akár már prototípusnak szánt járművekben és telefonokban is láthatjuk a technológiát.

Vékonyodik az iPhone is, de nem ettől
Ahogy arról korábban az Index is beszámolt, mindeközben az Apple is egy minden korábbinál vékonyabb iPhone-on dolgozik, a legfrissebb értesülések alapján azonban ez a készülék már jövőre megérkezhet, így annak köze sincs a strukturális akkumulátorokhoz.

Az egyelőre csak iPhone Airként emlegetett telefon a jelenlegi 8,2 milliméter vastagságú almás mobilokkal szemben öt milliméter vékony lenne. Érdekesség, hogy az Apple még ezzel is bőven lemaradna a legvékonyabb telefonok versenyének képzeletbeli dobogójáról – az általunk is tesztelt Honor-féle Magic V3 ugyanis csak 4,35 milliméter, míg a Huawei duplán hajlíthatója, a Huawei Mate XT Ultimate még ennél is vékonyabb, kihajtott vastagsága mindösszesen 3,6 milliméteres.

(Borítókép: A Chalmers Műszaki Egyetem által kifejlesztett strukturális akkumulátor egy része. / Fotó: Chalmers University of Technology / Henrik Sandsjö)

_ _ _ _ _