A nátrium-ion akkumulátor lehet a jövő megoldása?

Az elektromos autók elterjedésének legnagyobb akadálya, ami miatt eddig sosem tudták elérni a hagyományos autók népszerűségét, az az a technológiai áttörés hiánya, amelyet az akkumulátorok kutatásában próbálunk elérni. Habár sokat fejlődtünk e téren, az akkuk még mindig túlságosan nehezek, túl gyakran kell őket tölteni, és nem utolsó sorban nagyon drágák. A jelenlegi legjobb, lítium-ionos megoldáson kívül másfajta akkukkal is kísérleteznek a kutatók, mint például a lítium-levegős, vagy a lítium-kén aksikkal. Ám mivel az alkálifémek közé tartozó lítium csak kevés helyen fordul elő akkora koncentrációban, hogy gazdaságosan kitermelhető legyen, így elkerülhetetlen a magas ára.

Éppen ezért a kutatók elkezdtek gondolkodni más, sokkal gyakoribb és könnyebben hozzáférhető anyagokban. A nátrium-ionos akkumulátor nem újdonság, azonban a Stanford egyetem professzorai által megírt, s a Nature folyóiratban megjelent tanulmány szerint ez jelentheti az alternatívát a lítium-ionnal szemben. Bár abban egyetértenek a szakértők, hogy a lítium által kínált teljesítményt biztosan nem fogja túlszárnyalni semmilyen technológia a közeljövőben, a nátrium alapú akku jelentősége nem is ebben rejlik, hanem abban, hogy ugyanazt a tárolókapacitást kínálja 80%-kal olcsóbban. Mindez azért lehetséges, mert a nátrium, mely legközismertebben a konyhasóhoz köthető, egy rendkívül elterjedt elem a Földön. Míg a lítium bányászata és finomítása tonnánként nagyjából 15 000 dollárba kerül (közel 4 millió forint), addig egy nátriumos elektróda alapanyaga tonnánként 150 dollárért beszerezhető.

A nátriumos katódnak egyébként hasonló a kémiai felépítése, mint a sóknak: egy pozitív töltésű ion kapcsolódik egy negatív töltésű ionhoz. Jelen esetben a nátrium egy Myo-Inositol nevű, kevésbé jól ismert anyaggal társul, mely fontos melléktermék az élelmiszeriparban. Így egy dinátrium-rodizonátos (Na₂C₆O₆) katódot kapunk, az anód pedig foszforból épül fel. Az elektrokémiai folyamat tesztelésénél a kutatók az ár-teljesítmény értéket hasonlították a lítium-ionos akkumulátor eredményeihez, a következő lépésben pedig a térfogategységre eső energiasűrűséget fogják vizsgálni, azaz hogy milyen nagynak kell lennie az akkumulátornak, hogy ugyanazt a mennyiségű energiát el tudja tárolni, mint lítiumos társa.

A dinátrium-rodizonát szerkezeti képlete, mely a nátrium-ionos akkumulátor katódját adja, Forrás: Nature

A tényleges áttöréshez azonban még sok információ hiányzik, s a nátrium-ionos akkura még számos teszt vár. Az is előfordulhat, hogy az energiasűrűséget tekintve alulmarad a lítiummal szemben, így az autókban való használat helyett az energiaszektorban, napelemek és szélturbinák által termelt energia tárolására használják majd fel. Ha azonban mégis jobbnak bizonyul, akkor az hatalmas előrelépés lesz a villanyautók számára. Így, vagy úgy, de egy nagymértékű árzuhanás az akkumulátoroknál mindenképpen hasznunkra lesz.

Forrás: Stanford News

Simon Zsolt

Nem az autózás, hanem a környezetvédelem iránti elkötelezettség sodorta a Villanyautósok közé, hogy geográfus és közgazdász tanulmányai befejezése után tudásával segíthesse egy fenntarthatóbb világ kialakulását.