Olcsó villamosság autóknak

Vágólapra másolva!
Olcsóbb, könnyebb és zöldebb a magnézium-alapú tölthető villanyautó-akkumulátor.
Vágólapra másolva!

Forrás: ORIGOÚj típusú akkumulátort fejlesztettek ki Izraelben. A magnézium-alapú villanytelep olcsó, gazdaságos, ráadásul környezetkímélő. Az eljárás hosszú távon kiszoríthatja a mai villanyautók energiáját adó ólom- és a nikkel-kadmium akkukat.

A lítium-elemek ugyan kicsik, de túlságosan drágák. Az ólom- és kadmium-alapú akkuk újratölthetők, ugyanakkor nehezek és veszélyesek a környezetre. A magnézium azonban nem csupán biztonságos, de a földkéreg hetedik leggyakrabban előforduló eleme - így több szempontból is ideális alapanyag.

A kutatók az nyolcvanas évek óta próbálkoznak magnézium-alapú telepek előállításával. A Bar-Ilan Egyetemen dolgozó Doron Aurbach és munkatársai elsőként álltak elő működőképes prototípussal, amely 0,9-1,2 volt feszültségű áramot képes előállítani - nagyjából ennyit tudnak a nikkel-kadmium akkuk is - és teljesítményromlás nélkül sokszor újratölthető.

Ionok tánca

Az elemekben és akkumulátorokban az ionok - elektromos töltéssel rendelkező részecskék - a két ellentétes töltésű elektróda, az anód és a katód között vándorolnak egy elektrolit oldatban. Amikor az elem áramot termel, az ionok az anódtól a katódhoz áramlanak; amikor újratöltik, a haladási irány megfordul.

Ugyanúgy, ahogy az első lítiumelemekben tiszta lítiumból készített anódot használtak, Aurbachék is tiszta magnézium-anódokkal kezdtek kísérletezni. De mivel a rideg, nehezen megmunkálható magnéziumból csak nagy nehézségek árán lehet a szükséges vékony lemezeket kialakítani, a kutatók egy AZ-31 nevű, 3 százalék alumíniumot és 1 százalék cinket tartalmazó magnézium-ötvözetet használtak.

A katódhoz olyan apró nyílásokkal rendelkező anyagra volt szükség, amelyekbe a magnézium-ionok beilleszkednek. A mai lítium-elemekben mindkét elektródán alkalmaznak ilyen anyagokat; az anódon grafitot, a katódon kobaltot vagy mangánt használnak. A grafitot például az teszi alkalmassá erre a szerepre, hogy az egymásra rakódott vékony szénrétegek között a lítiumionok könnyedén átsuhanhatnak.

A kutatók korábban megfigyelték, hogy a molibdén-szulfidon (Mo6S8) a magnéziumionok képesek áthaladni. Az ötvözetet egy réztartalmú változatból készítik, úgy, hogy a rezet magnéziummal helyettesítik. Ehhez először elektromos áramot használtak, ami nyilvánvalóan nem a legszerencsésebb megoldás, ha olcsón piacra dobható akkumulátorokat szeretnénk kifejleszteni. Ma azonban már kémiai reakció segítségével is végrehajtható a művelet.