Alumínium elemek

Közel harminc év az alumínium-ion akkumulátor javításának lehetőségeit kutató eszközök vége. Az első alumínium-anódos akkumulátort, amely gyorsan tölthető, olcsó és tartós, a Stanfordi Egyetem kutatói fejlesztették ki.

A kutatók magabiztosan állítják, hogy agy gyermekeik biztonságos alternatívává válhatnak a manapság mindenütt használt lítium-ion akkumulátorok, valamint a környezetre káros alkáli elemek számára.

Nem felesleges felidézni, hogy a lítium-ion akkumulátorok néha meggyulladnak. Hongji Dai kémia professzor biztos abban, hogy új akkumulátora nem világít, még akkor is, ha átfúrják. Day professzor kollégái az új elemeket "rendkívül gyorsan újratölthető alumínium-ion akkumulátoroknak" nevezték.

Alacsony költsége, tűzbiztonsága és jelentős elektromos intenzitás kialakításának képessége miatt az alumínium már régóta felhívta a kutatók figyelmét, azonban évek óta elkészítik egy kereskedelmileg életképes alumínium-ion akkumulátort, amely sok töltési és kisütési ciklus után is képes megfelelő feszültséget szolgáltatni.

A tudósoknak sok akadályt kellett leküzdeniük, többek között: a katód anyagának romlása, alacsony cellás kisülési feszültség (kb. 0,55 volt), kapacitásvesztés és elégtelen életciklus (kevesebb mint 100 ciklus), gyors energiaveszteség (26 után 85 százalékra 100 után) ciklus).

A tudósok most bevezettek egy nagy stabilitású alumínium akkumulátort, amelyben alumíniumból készült fém anódot alkalmaztak, párosítva háromdimenziós grafithab katódjával. Ezt megelőzően sok különféle anyagot kipróbálták a katód számára, és a grafit mellett döntöttek véletlenül. A Hongji Daya csoport tudósai többféle grafitanyagot azonosítottak, amelyek nagyon magas termelékenységet mutatnak.

Kísérleti mintáikban a Stanfordi Egyetem csapata egy alumínium-anódot, egy grafit-katódot és egy biztonságos folyékony ionos elektrolitot tartalmazott, amely elsősorban sóoldatokból áll, egy rugalmas polimer tasakba.

Dai professzor és csoportja videofelvételt készített, amely kimutatta, hogy még ha fúrunk is egy kagylót, az akkumulátorok egy ideig továbbra is működni fognak, és nem világítanak.

Az új akkumulátorok fontos előnye az ultragyors töltés. Általában a lítium-ion okostelefon akkumulátorok néhány órán belül újratöltődnek, míg az új technológia prototípusa példátlan töltési sebességet mutat, akár egy percig.

Az új elemek tartóssága különösen feltűnő. Az akkumulátor élettartama meghaladja a 7500 töltési és kisütési ciklust, és az energiafogyasztás nélkül. A szerzők beszámolnak arról, hogy ez az alumínium-ion akkumulátorok első modellje, rendkívül gyors töltéssel és több ezer ciklus stabilitással. Egy tipikus lítium-ion akkumulátor csak 1000 ciklust képes ellenállni.

Az alumínium akkumulátor figyelemre méltó tulajdonsága a rugalmasság. Az akkumulátor meghajolható, ami jelzi annak rugalmas használatát. Többek között az alumínium sokkal olcsóbb, mint a lítium.

Ígéretesnek tűnik ezeket az akkumulátorokat megújuló energia tárolására felhasználni azzal a céllal, hogy támogassák azokat az elektromos hálózatok későbbi biztosításához, mivel a legfrissebb tudósok szerint az alumínium akkumulátorok több tízezer alkalommal tölthetők fel.

A széles körben alkalmazott AA és AAA elemekkel, 1,5 V feszültséggel, az alumínium-ion akkumulátor körülbelül 2 V feszültséget generál. Ez a legmagasabb mutató, amit valaki elért az alumíniummal, és a jövőben ez a mutató javulni fog, mondják az új akkumulátorok fejlesztői.

Ezzel elérte a kilogrammonkénti 40 W-órás energiatárolási sűrűséget lítium-ion akkumulátorok ez a szám eléri a 206 watt / kg-ot. A katód anyagának javítása azonban, Hongji Dai professzor biztos, végső soron mind a feszültség növekedéséhez, mind az energiatároló sűrűség növekedéséhez vezet az alumínium-ion technológiájú akkumulátorokban. Mindenesetre számos előnye van már a lítium-ion technológiával szemben. Itt alacsony költség, biztonsággal, nagy sebességű töltéssel, rugalmassággal és hosszú élettartammal kombinálva.