Ez az új EV-akkumulátor eloltja magát, ha véletlenül kigyullad

Több kínai (Hunan, Sun-Yat-sen, Central South) és egy amerikai (Clemson) egyetem kutatói kereskedelmi forgalomban kapható, lángok elfojtására használt hűtőfolyadékokat módosítottak úgy, hogy azok elektrolitként is működjenek. A megoldás végleg eloszlathatja az EV-akkumulátor elleni legkomolyabb érvet, azt, hogy gyúlékony.

A Nature Sustainability című szaklapban megjelent tanulmány szerint az új, önkioltó akkumulátor kialakításának köszönhetően szerkezeten belül, lényegében passzívan lehet megakadályozni a túlmelegedés okozta tüzeket és robbanásokat. A tudósok részletesen leírták, hogy hogyan cserélték le egy EV-akkumulátor rendkívül gyúlékony elektrolitját – vagyis az anyagot, ami lehetővé teszi az elektromos töltés áramlását az akkumulátor pólusai között – olyan anyagokra, amelyeket egy kereskedelmi forgalomban kapható tűzoltókészülék is tartalmaz.

A hagyományos elektrolit lítiumsóból és szerves oldószerből áll. Mindkettő gyúlékony és hajlamos a kémiai bomlás láncreakciójára, ami aztán nagyon nehezen eloltható tűzhöz vagy robbanáshoz vezethet. A kutatók akkumulátor-elektrolitja ehhez képest nem volt gyúlékony, sőt, hőálló, ráadásul az első kísérletek alapján bármilyen akkumulátor-kémiai megoldással kompatibilis.

A módszert laboratóriumban, különböző körülmények között tesztelték, és kiderült: az elektrolitjuk széles hőmérséklet-tartományban, körülbelül mínusz 75 és +80 Celsius-fok között is jól működik. Megállapították továbbá, hogy az akkumulátoraik elvezetik a hőt és hatékonyan kioltják a belső tüzeket. Erre egy meglehetősen drasztikus, de életszerű próbával világítottak rá: átütöttek a feltöltött akkumulátoron egy rozsdás acélszöget, ami törvényszerűen rövidzárlatot, ebből adódóan pedig tüzet vagy robbanást okozhat, de a prototípus ehhez képest ellenállónak és tűzbiztosnak bizonyult.

A kutatók szerint az általuk tervezett kialakítás alkalmas arra, hogy biztonságosabbá tegye a lítiumion-akkumulátorokat, és idő nyerhető vele a hosszabb távú fejlesztésekhez, amelyek csökkentik a túlmelegedés és a termikus elszabadulás eredendő kockázatát.

A lítium-ion akkumulátorokat széles körben használják az elektronikában és az elektromos járművekben, de számos biztonsági problémával küzdenek. Ezek egyike a belső ellenállás az elektromos töltés áramlásával szemben, ami miatt a hőmérsékletük töltés és kisülés közben változik. A biztonságot és a tartósságot komolyan veszélyeztetheti a magas külső hőmérséklet vagy az akkumulátorcsomagon belüli egyenlőtlen hőmérséklet is.

A kutatók összességében rámutattak: ki lehet fejleszteni olyan nem gyúlékony elektrolitot, ami könnyen elvezeti a hőt az akkumulátorcsomagtól, széles hőmérséklet-tartományban működik, nagyon tartós, és bármilyen akkumulátorkémiával kompatibilis. Néhány kihívás ettől függetlenül még a teljes siker útjában áll: a legtöbb ismert nem gyúlékony szerves oldószer drága és környezetkárosító fluort és foszfort tartalmaz. A kutatás folytatásában ezek helyett keresnek fenntarthatóbb és költséghatékonyabb alternatívákat.

Gábor János

A főoldali kép illusztráció! Fotó: Freepik