A szilárdtest akkumulátor és működése

A szilárdtest akkumulátor egy jelenleg fejlesztés alatt álló technológia. Több gyártó is dolgozik rajta, és a Toyotának a felvételek alapján már van működőképes modellje. A szilárdtestes akkumulátorok a mostani lítiumionos akkumulátoroknál jóval nagyobb tárolókapacitást ígérnek, emellett biztonságosabbak is. Hogyan működik a szilárdtest akkumulátor? Miben tér el a lítiumionostól? Cikkünkből mindezen kérdéseidre választ kaphatsz!

Az elektromos autók hajnala

A huszonegyedik század legégetőbb problémái közé tartozik a fenntarthatóság és a környezetvédelem. És hiába szeretjük a motorháztető alatt doromboló motorokat, sajnos a belső égésű motorok egyik szempontnak sem felelnek meg. Egyfelől előbb-utóbb el fog fogyni a kőolaj, ezen túl pedig a széndioxid-kibocsátás csökkentése is kulcskérdés. Ezért lihegnek a hagyományos robbanómotoros autók nyakán elektromos unokatestvéreik. Az elektromos autókat ugyanis tiszta, fenntartható módon előállított árammal is lehet hajtani. Bár még sok szempontból kiforratlan a technológia – és sajnos környezetszennyező a gyártási folyamat –, az elektromos autó egyértelműen a jövő technológiája.

Akkumulátor: az elektromos autók Achilles-sarka

Az elektromos autót sokáig életképtelen koncepciónak gondolták. Ennek fő oka az akkumulátorok elégtelen kapacitása volt. Amikor a Tesla alapítója, Elon Musk a közvélekedéssel szembemenve kockáztatott egyet, és mégis csak működőképes autókat rakott össze, a világ autógyártói hümmögtek. Aztán sorban elővették a jegyzetfüzetet, és kiadták a fejlesztési osztályaiknak, hogy tessék elektromos autót építeni. Ennek már jó pár éve. Ma már a legtöbb gyártó nemcsak robbanómotoros, hanem hybrid,  plug-in hybrid, hatótávnövelt és teljesen elektromos modelleket is gyárt. A különféle típusokról és jellemzőikről ebben a cikkben írtunk.

Az akkumulátor az egész koncepció kulcskérdése. A mai lítiumionos akkumulátorokkal elérhető a 4-500 km-es hatótáv – ami már egészen jónak mondható, de itt van még a töltés sebességének kérdése. A legjobb akkumulátorokat egy 20-30 perces gyorstöltéssel 80%-ig fel lehet tölteni, ami bár még messze van a robbanómotoros autók villámgyors tankolásától. De már annyira talán mégsem kompromisszumos.

A lítiumionos akkumulátorok amellett, hogy éppen hogy elég kapacitással rendelkeznek a használhatósághoz, más problémáktól is szenvednek. Egy: nagyon költséges az előállításuk. A teljes autó gyártási költségének mintegy fele az akkumulátor ára. Kettő: nehezek. A gépjárművek súlyának jelentős részét az akkumulátor teszi ki. Három: kigyulladhatnak. Nyilván a gyártók mindent megtesznek ennek elkerüléséért. Ezzel együtt maga a technológia komoly biztonsági intézkedéseket tesz szükségessé.

Szilárdtest akkumulátor: a jövő akkumulátora

A szilárdtestes akkumulátor működése sokban hasonlít a lítiumion akkumulátoréhoz. Ebben is ionok áramolnak a pozitív pólus, a katód, és a negatív pólus, az anód között. A különbség az, hogy az elektrolit nem folyékony, hanem szilárd. Innen jön a technológia neve. Szilárd elektrolitos akkumulátornak nevezik. De mi benne a nagy szó?

Röviden: minden tekintetben kenterbe veri a lítiumion-akkumulátorokat:

• Két-háromszor nagyobb kapacitást ígér. Azaz vagy nagyobb lesz a hatótáv, akár 1000 km-ig, vagy jóval kisebb akkumulátor is elég lesz az autókba.
• Könnyebb. Egy egységnyi súlyú akkumulátor több áramot tud tárolni, ezért könnyebb.
• Biztonságosabb. A szilárdtestes akkumulátorokat nem kell hűteni, és nem fenyeget a veszélye, hogy kigyulladnak.
• Gyorsabb töltés. Az optimista becslések szerint akár 5 perc alatt fel lehet majd őket tölteni.

A fentiekből látszik, hogy a szilárdtest akkumulátorral felszerelt elektromos autók lényegében nyugdíjba tudják küldeni a belső égésű motorokat. Mivel még nem kapható piaci forgalomban ilyen akkumulátorral felszerelt autó, csak találgatni tudunk, de biztos, hogy diszruptív, a mostani status quo-t felrúgó technológiáról van szó.

Mire számítsunk?

A szakértők még csak találgatnak, mikorra lesz piacképes a technológia. Van, aki szerint már nemsokára kaphatók lesznek ilyen járművek. Mások szerint nem eszik olyan forrón a kását, és 2030-ig várhatunk ezekre az autókra. A másik nagy kérdés az ár. A mostani tapasztalatok alapján szilárdtestes akkumulátort gyártani sem filléres mulatság. Még nem lehet megmondani, mennyivel lesz olcsóbb vagy drágább a lítiumion-akkumulátoroknál. De ha az eddigi tapasztalatok bíztatóak, akkor a lítiumionok nagyjából két évtized után csomagolhatnak.

schiller.hu