Beton az elemben

A híres Moore-törvény nem állt le – az egységnyi felületbe begyömöszölt áramköri elemek száma, vagyis az elemsűrűség továbbra is egy-másfél évente megduplázódik, verdesve már az atomi szinteket. A belőlük felépülő elektronikus eszközök (mobiltelefonok, számítógépek, kamerák stb.) is mind kisebbek, kompaktabbak.

Mindeközben azonban a hordozható készülékeket tápláló akkumulátorok lényegében elérték képességeik és méreteik határát. Nagy gond, mivel ez az aránytalanság hatalmas üzletet fenyeget, hiszen évente mintegy 50 milliárd dollár az említett készülékek piaca. Nem meglepő tehát, hogy a világban jelentős erőkkel kutatnak újabb megoldásokat a villamos energia tárolására nemcsak az elektronikában, hanem a villamos hajtású gépjárművek esetében is. Az ötletek között néha meglehetősen bizarr javaslatok is felmerülnek.

Emile Greenhalgh, a londoni Imperial College munkatársa például az autók villamos hajtását veszi célba. Javaslatával mintha visszatérne a jó öreg műanyag karosszériás Trabant, ugyanis a brit kutató szerint célszerű lenne, ha szénszálas anyagból és nem acélból készülne a karosszéria, felhasználva a szénszálaknak azt a tulajdonságát, hogy jól vezetik az áramot. Maga a gondolat csaknem évtizedes, mert Greenhalghékat már 2003-ban megkereste a brit védelmi kutatás-fejlesztéssel foglalkozó intézet, hogy a pilóta nélküli légi járműveknél használjanak ilyen anyagokat, elsősorban a repülőgép súlyának csökkentése végett.

Az újfajta energiatároló alapelve eltér a jelenleg használatosokétól, amelyekben két elektróda közötti elektrolitban áramlanak a töltéssel bíró ionok. A brit kutató és társai ehelyett kondenzátorokat alkalmaznak. Ismert, hogy minél nagyobb a kondenzátorokban az elektródák felülete, annál több töltést képesek tárolni, ezért Greenhalgh és munkatársai a karbonszálakat még vezető karbon nanocsövekkel borították. Az elektródák közé szigetelő üvegszálas réteg került, és az egészet műgyantából készült tok borítja. Egyébként a nanocsöveknek van még egy mechanikai előnyük is, ugyanis az elektródalemezt rendkívül szilárddá teszik, megakadályozzák, hogy a szénszálak terhelés alatt kihajoljanak.

Mindez nagyon ígéretes, a bökkenő csak az, hogy az ilyen kondenzátor energiasűrűsége alig huszada egy hagyományosénak, és csaknem százada a jelenlegi bajnok lítiumionos akkumulátorokénak. Mindazonáltal ígéretes kutatások folynak a Storage nevű európai projekt keretében, amelyet a Volvo is támogat. Céljuk, hogy a hibrid gépkocsikban az acéllemezeket kompozitanyagokkal helyettesítve szuperkondenzátort hozzanak létre. Az autó súlya így akár 15 százalékkal is csökkenhetne. Bár azt maga a vezető kutató is beismeri, hogy egymagában a szuperkondenzátoros megoldással aligha táplálható egy gépkocsi, és egyelőre nemigen fogja legyőzni a lítiumionos akkukat.

Még merészebb elgondolás az, amely betont alkalmazna az akkumulátorokban. Gordon Burstein és Erek Speckert, a Cambridge Egyetem munkatársai arról számoltak be az ECS Transactionben, hogy acélkatód és alumíniumanód közé betonréteget tettek, abból kiindulva, hogy a beton rengeteg apró pórusa vízzel telítve képes áramot vezetni. Ez kétségtelenül igaz, csak az a baj, hogy az elektródák elég hamar tönkrementek a korróziótól. A New York-i Állami Egyetem kutatói viszont anódként feketeszén- és cinkpor keveréket, míg katódként ugyancsak feketeszén- és mangán-dioxid-port alkalmaztak, közte betonréteggel. Nagyon érdekes kísérlet (erről a Cement and Concrete Composites folyóiratban számoltak be), ám az eszköz energiatároló képessége igencsak gyenge, mindössze néhány mikrowatt/óra kilogrammonként.

Van tehát még mit kutatni addig, amíg a betonból készült tárgyakat (falakat, utakat) is hasznosíthatjuk energiatárolásra.

Top cikkek
Érdemes elolvasni
Vélemény
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.