Az elektromos autók forgalmazási adatai jelentős növekedést mutatnak Magyarországon is. Vajon hol tart a fejlesztésük?
A nagy teljesítményű, olcsó nátrium-ion akkumulátoron alapuló elektromos járművek elterjedése foglalkoztatja a kutatócsoportokat.
Számos autógyártó cég készül áttérni a belső égésű motoros járművekről az elektromos járművekre. A magasabb költségek miatt azonban az elektromos járművek nem olyan könnyen hozzáférhetők a fogyasztók számára, ezért számos kormány támogatja az elektromos járműveket az értékesítés elősegítése érdekében. Ahhoz, hogy az elektromos járművek költségei felvegyék a versenyt az IC-motoros járművek költségeivel, a költségük körülbelül 30%-át kitevő akkumulátoraiknak gazdaságosabbá kell válniuk.
A Koreai Tudományos és Technológiai Intézet bejelentette, hogy Dr. Sang-Ok Kim csapata az Energiatárolási Kutatóközpontban új, nagy teljesítményű, gazdaságos anódanyagot fejlesztett ki nátrium-ion másodlagos akkumulátorokhoz, amelyek költséghatékonyabb, mint a lítium-ion akkumulátorok. Ez az újszerű anyag 1,5-szer több elektromos energiát képes tárolni, mint a kereskedelmi forgalomban lévő lítium-ion akkumulátorokban használt grafit anód, és teljesítménye még 200 ciklus után sem romlik nagyon gyors, 10 A/g töltési/kisütési sebesség mellett.
A nátrium több mint 500-szor nagyobb mennyiségben található a földkéregben, mint a lítium; ezért a nátrium-ion akkumulátorok jelentős figyelmet kaptak, mint a következő generációs másodlagos akkumulátorok, mivel 40%-kal olcsóbbak, mint a lítium-ion akkumulátorok. A lítium-ionokhoz képest azonban a nátriumionok nagyobbak, ezért nem tárolhatók olyan stabilan grafitban és szilíciumban, amelyeket széles körben használnak anódként az ilyen akkumulátorokban. Ezért egy újszerű, nagy kapacitású anódanyag kifejlesztése szükséges.
A KIST kutatócsoport molibdén-diszulfidot (MoS2) használt, egy fém-szulfidot, amely nagy kapacitású anódanyagok jelöltjeként felkeltette az érdeklődést. A MoS2 nagy mennyiségű villamos energiát képes tárolni, de nem használható nagy elektromos ellenállása és szerkezeti instabilitása miatt, amelyek az akkumulátor működése során jelentkeznek. Dr. Sang-Ok Kim csapata azonban leküzdötte ezt a problémát azáltal, hogy egy kerámia nanobevonat réteget hozott létre szilikonolaj felhasználásával, amely alacsony költségű, környezetbarát anyag. A MoS2 prekurzor szilikonolajjal való összekeverésének és a keverék hőkezelésének egyszerű eljárásával stabil heterostruktúrát hozhatnak létre alacsony ellenállással és fokozott stabilitással.
Továbbá az elektrokémiai tulajdonságok értékelése azt mutatta, hogy ez az anyag legalább kétszer annyi elektromosságot (~600 mAh/g) képes stabilan tárolni, mint a bevonat nélküli MoS2 anyag, és ezt a kapacitást még 200 gyors töltési/kisütési ciklus után is meg tudja tartani. Ezt a kiváló teljesítményt a nagy elektromos tárolókapacitású kerámia nanobevonat réteg kialakítása érte el, amely nagy vezetőképességet és merevséget kölcsönöz a MoS2 felületnek, ami az anyag alacsony elektromos ellenállását és nagy szerkezeti stabilitását eredményezi.
Dr. Sang-Ok Kim kijelentette, hogy „sikeresen meg tudták oldani a MoS2 nagy ellenállású és szerkezeti instabilitási problémáit a nanobevonatú felületstabilizációs technológiával. Módszerünk költséghatékony, környezetbarát anyagokat használ, és amennyiben alkalmas anódanyagok nagyüzemi gyártására, csökkentheti a gyártási költségeket, és ezáltal fellendítheti a nátrium-ion akkumulátorok kereskedelmi forgalomba hozatalát a nagy kapacitású energiatároló eszközökhöz.”
