Váratlan áttörés az akkutechnológiában: a vas új "energiaszintre" lépett

Az IE beszámolója alapján kutatók bebizonyították, hogy

a vas több elektront tud leadni és visszavenni, mint amennyit eddig lehetségesnek tartottak.

Ez azt jelenti, hogy a jelenlegi, drága és környezeti szempontból vitatott kobalt- és nikkeltartalmú akkuk helyett olyan vasalapú katódok jöhetnek, amelyek egyszerre erősebbek és jóval olcsóbbak.

A felfedezés hatása túlmutat az energiatároláson. A vas új elektronikus és mágneses tulajdonságai hatással lehetnek MRI-berendezésekre, mágnesvasúti technológiára, sőt akár a szupravezetők fejlődésére is.

A kulcs egy új, nanoszerkezetű anyag: lítium-vas-antimon-oxid.

A kutatók ennek kristályszerkezetét úgy hangolták finomra, hogy a vasatomok akár öt elektront is képesek legyenek leadni és visszavenni - szemben a korábban ismert kettő-hárommal. Bár a kezdeti minták a töltési ciklusok alatt többször is szétestek, de a részecskék extrém lekicsinyítése - 300–400 nanométeres szemcsenagyságra - végül stabil állapotot eredményeztek.

A részecskék lekicsinyítése óriási kihívás volt, de ez tette lehetővé, hogy a kristály stabil maradjon

- mondta az egyik kutató.

A vasat sokáig alkalmatlannak tartották magas energiasűrűségű katódokhoz. A fordulatot egy korábbi elmélet indította el: 2018-ban William Gent, a Stanford korábbi hallgatója vetette fel, hogy a vas magasabb oxidációs állapotba kényszeríthető, ha a szomszédos atomok távolsága megfelelő.

A következő lépés a nagyobb méretű prototípusok gyártása és a hosszú távú ciklustesztelés.

A kutatók szerint néhány éven belül ipari fejlesztések indíthatók az új technológiára építve.

A vas ezzel visszakerült az energiatárolási verseny élvonalába - és ha a laboreredmények gyártási körülmények között is igazolhatók, megkezdődhet az akkumulátorok „új vaskorszaka”.

A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Portfolio