Akkumulátor: tízszer tovább működő telefonok, notebookok

A Stanford Egyetem kutatói nemrég számoltak be arról a felfedezésükről, mely a már évek óta dominánsnak mondható lítium-ionos akkumulátortechnológiának ad szárnyakat. Rájöttek, hogy szilícium nanocsövek felhasználásával miként lehet az energiaforrásokat tízszer annyi töltés eltárolására késztetni. Ez azt jelenti, hogy minden noteszgép, hordozható zenelejátszó, videokamera és mobiltelefon képes lehet akár tízszer hosszabb ideig működőképes maradni egyetlen töltéssel – 4 óra helyett például 40 óráig ülhetünk a hordozható számítógép előtt.

Yi Cui professzor vezetésével fejlesztették ki az új akkumulátorokat az egyetem anyagtudományi tanszékén. Cui minden szerénység nélkül elismerte, hogy nem kis fejlődésről van szó. „Ez forradalmi fejlesztés.” – közölte a professzor a nyilvánossággal, amikor a Nature Nanotechnology nevű amerikai szaklapban publikált leírásáról kérdezték az újságírók. Cui elmondta, hogy csapatával közösen felfedezték, miként lehet egy új típusú anóddal (ami a már említett szilícium nanocsöveket használja) megnövelni az eltárolható töltések mennyiségét. A hagyományos lítium-ionos telepek grafitot használnak anód-alapanyagként. Mivel a grafit elég komolyan behatárolja, hogy mennyi lítium (ami a töltést tárolja) kerülhet az energiaforrásba, egyben komolyan korlátozza az akkumulátorok maximális kapacitását is.

Ezzel szemben a szilícium anódok rendelkeznek a legmagasabb elméleti töltéskapacitással, olvasható a professzor leírásában. Van azonban egy hátrányuk: töltéskor megnő a térfogatuk, használat közben pedig összezsugorodnak. Ez a jelenség ciklikusan ismételve porózus szerkezetűvé teszi a szilíciumot, ami pedig negatív hatással van a telep teljesítményére és élettartamára. Harminc éve ez a korlát állította meg a kutatókat, akik már akkor is vizsgálták a szilíciumos anód lehetőségét. Cui és kollégái viszont új megközelítésből vizsgálták a problémát, és találtak is megoldást – a nanocsöves kialakítást. A stanfordi fejlesztés esetében a lítiumot a parányi szilíciumos nanocsövecskék erdejében tárolják; mindegyik nagyjából egy papírlap vastagságának ezredrészével rendelkezik. Töltés esetén a nanocsövek meghíznak ugyan (eredeti méretük négyszeresére), ám a korábbi fejlesztésekkel ellentétben ilyen kialakítás mellett nem törnek szilánkokra.

Néhány év még kell
Mindazonáltal még nem érett kereskedelmi forgalomba hozásra a technológia. A kutatást vezető professzor szerint le kell faragni az előállítási költségeket, ez a legnagyobb korlát. Ha ezt sikerrel abszolválja a csapat, akkor megindulhat az út a hétköznapi felhasználás felé. Cui mindenesetre bízik a sikerben, amit az is jelez, hogy nemrég szabadalmi oltalom iránti kérelmet adott be az amerikai szabadalmi hivatalnak.