Dacol a fizikával az új csodaakkumulátor

- így szól a termodinamika első főtétele, ami miatt sokak szerint az elmúlt hónapok egyik legjelentősebb technológiai áttörése valójában nem is létezik. Pontosabban nem is létezhet. Korai a pezsgők durrogtatása, nem lesz forradalom az akkumulátorok - és ebből kifolyólag az elektromos autók - piacán.

Pedig a csaknem 90 éves John Goodenough, a jelenleg használt lítiumionos cellák atyja bejelentette, hogy kidolgozott egy olyan fejlesztést, amely öt-tízszer hatékonyabbá teheti a jelenleg használt akkumulátorokat. Három társszerzővel együtt publikálta is a kutatását, számításokkal alátámasztva elméletét. Ez vezetett oda, hogy a tudósok egyik fele most a fent idézett törvényre mutogat, míg a másik tábor amellett érvel, Goodenough van akkora szakember, hogy valószínűleg nem téved.

Üveg és olcsóbb nyersanyagok

A ma használt akkumulátorok többsége ugyanis azon az elven működik, hogy elektronok vándorolnak egy anód és egy katód között. Mindezt pedig az teszi lehetővé, hogy van egy összekötő anyag, az elektrolit, amelyben az ionok ide-oda mozoghatnak a pozitív és a negatív töltésű pólusok között. Ha töltjük, akkor az áram kémiai energiává alakul, az anód és a katód anyaga is visszaáll, ha pedig használjuk az eszközt, akkor a kémiai reakció elindul, energia szabadul fel, elektromos áram lesz.

A probléma jelenleg az, hogy ezek nem tiszta anyagok, hanem vegyületek, ezért a potenciális energiatároló képességük is kisebb. A három komponens általában különböző lítium vegyületekből készül.

Most Goodenough és csapata azt állítja, hogy kifejlesztettek egy hatékonyabb megoldást: a közeget üvegre, a két elektródát pedig tiszta lítiumra és nátriumra cserélték. Ez legalább 5-10-szer, de elképzelhető, hogy harmincszor hatékonyabb, mint a hagyományos akkumulátorok teljesítménye. Ráadásul az életciklusuk is tartósabb - egy hagyományos cella 300 töltés után már 20 százalékot veszít a hatékonyságából. A technológia, ha valóban működik, jóval olcsóbb, és rövidebb töltési időt tesz lehetővé - írja a Quartz.

Nem mozdulhatna, de mozog

A kritikusok szerint viszont ebben a közegben nem mozoghatnának ennyire intenzíven az elektronok, vagyis nem lehet annyira hatékony, mint mondják róla. A levezetett képletek stimmelnek, viszont elméletben a számítások eleve a nulladik lépéstől rosszak.

Nem jöhet létre feszültség elektrokémiai reakció nélkül, itt viszont a tiszta alkálifémek és az üveg miatt semmilyen reakció nem mehetne végbe. Vagyis semennyi energia nem keletkezhetne.

Leegyszerűsítve: Goodenoughék azt állítják, hogy sikerült nullával szorozniuk, de ennek semmilyen eredménye nem lehetne.

Éppen ezért sokan arra gyanakodtak, hogy a rendszerbe levegő került, és egy lítiumlég-akkumulátort hoztak létre. Papíron egyébként ilyen sem létezhetne, de a kutatók állítják, nem erről van szó, ennek a lehetőségét kizárták.

Jöhetnek az elektromos autók

Újabb és nagyobb teljesítményű akkumulátorokra nemcsak azért van szükség, hogy a mobiltelefonok vagy a fényképezők tovább bírják egy feltöltéssel, míg kevesebb ideig vannak a konnektorra csatlakoztatva. Jóval fontosabb, hogy gazdaságosabb legyen az elektromos autók üzemeltetése, valamint hogy megnőjön a hatótávolságuk.

A becslések szerint a világ legnagyobb autógyártói már mintegy 100 milliárd dollárt fordítottak az elektromos autókkal kapcsolatos kutatásokra. Ezek többsége pedig épp arra irányul, hogy újfajta tartós, gyorsan töltődő és nagyobb kapacitású akkumulátorokat fejlesszenek. Jelenleg ugyanis ez a három tényező határolja be legjobban az e-autók terjedését. Így a Tesláét is, amely lehet, hogy éppen Magyarországon létesít majd új gyártósort.

A kutatók eredményeit egyelőre tesztelik, számításaikat folyamatosan ellenőrzik. Több autó-, telefon, notebook- és akkumulátorgyártó is árgus szemekkel figyeli a kutatásokat. Mindenki abban bízik, hogy ahogy Goodenough több mint 40 éve megteremtette a ma használt lítiumionos akkumulátorokat, úgy most ismét megváltja a piacot.