A Stanford Egyetem kutatói egy olyan eljárást dolgoztak ki, amellyel az elektromos árammal működő hordozható készülékek üzemideje sokszorosára növelhető. Az új technológia szilícium nanodrót alkalmazásával javítja a ma elterjedt lítiumion akkumulátorok hatékonyságát. „Nem apró előrelépésről van szó, hanem forradalmi fejlesztésről” – mondta szerénytelenül a projektet vezető Cuj Ji (Yi Cui), az egyetem anyagtudományi tanszékének oktatója.
A technológiával – melyet az interneten a Nature Nanotechnology-ben ismertettek december 16-án – megtízszerezhető az akkuk kapacitása, tehát például egy olyan laptop, amely ma két órán át üzemképes egy töltéssel, húsz óráig fog működni. A fejlesztés számos más területen is felhasználható – mutat rá Cuj Ji –, például elektromos autókban vagy a tetőn elhelyezett napkollektorok által termelt áram tárolására lakásokban és irodákban. „Mivel a szilícium mögött már bejáratott infrastruktúra van, az új technológiát gyorsan át lehet ültetni a mindennapi gyakorlatba” – mondja a kutató.
A nanodróterdő a lítiumionok felvétele előtt és után
A mai lítiumion akkumulátorok kapacitását az határozza meg, hogy az általában szénvegyületből, grafitból készült anódon mennyi lítiumion fér el. A szilícium a grafitnál sokkal több töltés tárolására alkalmas, de rosszul viseli feltöltést és a kisülést. Töltés közben ugyanis – amikor magához vonzza a pozitív töltésű lítiumionokat – kitágul, majd kisülésnél összezsugorodik, ami idővel szétmorzsolja. Ezt a problémát kerülte meg Cuj és csapata a nanotechnológia segítségével: az általuk kifejlesztett akkumulátorban az anódot mikroszkopikus – egy papírlap vastagságánál ezerszer kisebb átmérőjű – nanodrótok szövedéke alkotja. Ezek a nanovezetékek is meghíznak a lítiumionok felvétele közben, a méretük négyszeresére nő, de eközben nem törnek darabokra.
A szilícium akkumulátorokban történő felhasználását már három évtizede kutatják, de az áttörést a nanodrótok hozták el. Cuj már elindította az eljárás szabadalmaztatását, és egy akkumulátorgyártóval közös vállalat gründolását tervezi. Elmondása szerint az új akkuk gyártása nem bonyolult, csak néhány lépésben különbözik a maiakétól.
