Komoly korlátozó tényező napjaink egyre többet tudó, és egyre több energiát fogyasztó mobil eszközei esetében az akkumulátor-üzemidő és az akkumulátor-élettartam. Egy okostelefont normál használat esetén is naponta újra kell töltenünk, és ha nem cseréljük sűrűn mobilunkat, komoly esély van arra, hogy a tápforrás egyszer csak felmondja a szolgálatot. A Massachusetts Institute of Technology (MIT) és a Samsung kutatói most egy merőben újszerű fejlesztéssel rukkoltak el: egy teljesen szokatlan anyagra cserélték le az egyik alapvető akkumulátor összetevőt, melynek révén szinte korlátlan ideig használható tápforráshoz jutottak. Az elektrolit az akkumulátor három fő alkotóelemének egyike a katód és az anód mellett. Az utóbbi kettőt választja el egymástól, lehetővé téve közöttük az ionok áramlását.
Az új anyag, egy szilárd halmazállapotú elektrolit az akkumulátor élettartama mellett annak kapacitását és biztonságát is jelentősen növeli. Az utóbbi azért nagyon fontos, mert a jelenlegi lítium-ion akkumulátorok főként a bennük alkalmazott folyékony elektrolit miatt okoznak tüzet. A szerves oldószerből álló folyékony elektrolitok felelősek az akkumulátorok túlmelegedéséért, és az autókban, repülőgépekben, mobiltelefonokban keletkező tüzekért. Az új típusú tápforrást kifejlesztő kutatócsoport egyik tagja, Gerbrand Ceder, az anyagtudományok professzora szerint a szilárd elektrolitot használó akkumulátort a falhoz csaphatjuk, szöget verhetünk bele, akkor sem fog lángra lobbanni, mivel nincs benne semmi éghető. Ráadásul egy félvezető alapú szilárd elektrolit esetében gyakorlatilag nincs degradáció, így az ilyen akkumulátorok többszázezer feltöltési/lemerülési cikluson keresztül használhatók. Ezzel szemben a szerves elektrolitok elektrokémiai stabilitása korlátozott, ami azt jelenti, hogy idővel csökken a kapacitásuk, vagyis egyre kevesebb töltést képesek tárolni, és ennek következményeként egyre kevesebb energiát tudnak szolgáltatni. További előnye a szilárd elektrolitos akkumulátoroknak, hogy alacsony hőmérsékleteken is jó hatásfokkal működnek.
Forrás: MIT/Yan Wang
A korszakalkotónak minősíthető felfedezés a MIT kutatói mellett a Samsung Advanced Institute of Technology, a San Diego-i University of California és a University of Maryland tudósainak érdeme. A kutatók a Nature Materials című szaklapban megjelent cikkben tették közzé eredményeiket, ahol a félvezető alapú elektrolitokat szerényen a mai lítium-ion akkumulátorok továbbfejlesztéseként jellemezték. A szilárd halmazállapotú elektrolitokkal korábban az volt a probléma, hogy a lassú ionáramlás miatt nem voltak eléggé hatékony energiaszolgáltatók.
