Új eszközök az akkumulátorkutatásban

- Világkiállítás mint impulzusadó a globális együttműködésért
- Modern analitika nélkülözhetetlen az akkumulátorkutatásban
- Minden vezető készülékszállító képviselteti magát az analytica-n

Világszerte kutatók dolgoznak erőteljes akkumulátorokon az energiaszabályozás érdekében. A modern analitikai technológia ebben elengedhetetlen. Az analytica ezért az új készülékekre és módszerekre helyezi a hangsúlyt az akkumulátorkutatásban. A laboratóriumi technológia, analitika és biotechnológia nemzetközi kiállítása, kísérő analytica konferenciával, 2020. március 31. és április 3. között kerül megrendezésre a müncheni vásárterületen.

A lítium-ion akkumulátorok elektromos autókban, okostelefonokban és sok más hordozható eszközben találhatók. Azonban néhány hátrányuk van – például aggályos összetevőik, mint a kobalt, a gyulladhatóság és az önkisülés. Világszerte kutatók dolgoznak a lítium-ion akkumulátorok optimalizálásán vagy alternatívák, például nátrium-ion akkumulátorok fejlesztésén. Ehhez a legkorszerűbb elemzési módszerekre van szükségük.

„Sok készülékszállító felismerte az akkumulátor- és energiatudományi kutatás sürgősségét, és ennek megfelelően specifikálta rendszereit” – mondja Gródl Susanne, az analytica projektvezetője a müncheni vásáron. Az analytica bemutatja az összes elemzési rendszert, amelyek hozzájárulnak az energiatárolási technológiák fejlesztéséhez. A legújabb eredményekről az akkumulátorkutatásban a nemrég megjelent „Trendjelentés az akkumulátorokról és az elektromobilitásról” is tájékoztat.

Technológiák a jobb akkumulátorokért

Azoknak, akik jobb akkumulátorokat szeretnének fejleszteni, meg kell érteniük a cella belsejében zajló folyamatokat. Például az elektrolit, amely a két elektróda között vezető közeg, öregedése döntő fontosságú az akkumulátor biztonsága, élettartama és teljesítménye szempontjából. A kutatók spektroszkópiai módszerekkel, valamint kromatográfia és tömegspektrometria összekapcsolásával vizsgálják, milyen nem kívánt anyagok keletkeznek az elektrolit öregedése során. Ezen ismeretek alapján stabilabb elektrolitokat és új elektrolit-adalékokat fejlesztenek.

Az elektródák szintén idővel változnak. Például a lítium-ion akkumulátorok negatív elektródáján a lítium kristályosodhat, ún. dendritek formájában. Ezek az belső rövidzárlatokat és akkumulátor-robbanásokat okozhatnak. Mikroszkópos módszerek – a fénymikroszkóptól az extrém nagy felbontású rács-nyomásmikroszkópiáig – teszik láthatóvá a dendriteket, és útmutatást adnak a biztonságosabb akkumulátorok fejlesztéséhez. Felületszenzitív technikák, mint az ATR-FTIR spektroszkópia és a Raman-képalkotás, azonosítják a változásokat és lerakódásokat az elektródákon.

Ezenkívül az akkumulátorkutatáshoz olyan készülékek kellenek, amelyek fizikai paramétereket mérnek. A felületi mérőeszközök például segítenek az elektródák tervezésében, mivel a nagy felületek növelik az akkumulátor kapacitását és lehetővé teszik a gyors töltést. A kalóriamérőkkel pedig vizsgálható az akkumulátorok hőleadása, ami az önkisüléssel kapcsolatos.

Készülékek az akkumulátorkutatásban az analytica-n

Az érdeklődők megtudhatják, mely elemzési módszer a legalkalmasabb egy adott kérdés megválaszolására az analytica-n. Az akkumulátorkutatásban kínálnak készülékeket a Bruker, Metrohm, Thermo Fisher Scientific, Shimadzu és sok más kiállító.

„Az akkumulátorkutatás innovatív csúcstechnológia, amely élvonalbeli elemzőrendszereket igényel” – hangsúlyozza Gródl az analitica projektvezetője. Annak érdekében, hogy az új műszerek megfeleljenek a magas elvárásoknak, a gyártók és a felhasználók gyakran szorosan együttműködnek a készülékfejlesztésben. Gródl kiemeli: „Az analitica impulzusadó szerepet tölt be az ilyen együttműködésekben. Ezért örülünk, hogy minden vezető elemzőrendszer-szállító bemutatja újdonságait az analitica-n.”