Edison elfeledett akkumulátora megkapta azt a fejlesztést, amiről mindig álmodott

Van valami, ami mosolyt csalt az arcomra: az a férfi, aki megajándékozott minket az izzólámpával, talán az energiatárolás jövőjét is megteremtette – csak éppen még nem tudta róla.

1901-ben Thomas Edison szabadalmaztatta a nikkel-vas akkumulátort. A célja? Valami jobbat létrehozni, mint a korabeli ólomsavas akkumulátorok. Megbízhatónak, olcsónak és elég erőseknek szerette volna, hogy az elektromos autók valóban használhatók legyenek. Olyan járműveknek, amelyek tényleg több mint néhány tucat mérföldet tudnak megtenni, mielőtt lemerülnének.

Az időzítés, nos, szörnyű volt

Látod, ez éppen akkor történt, amikor a belső égésű motorok egyre jobbak és jobbak lettek. A benzinüzemű autók olcsóbbá és gyakorlatiasabbá váltak, az elektromos járművek pedig gyakorlatilag eltűntek a tömeges használatból a következő évszázadra. Edison akkumulátora soha nem terjedt el, és a történelem lapjain halványult el.

De van valami a igazán jó ötletekkel kapcsolatban: képesek kivárni a maguk pillanatát.

Egy „meglepően egyszerű” megoldás

Imádom a történetnek ezt a részét. Egy nemzetközi kutatócsoport nemrég újra elővette Edison régi tervezetét, és komoly 21. századi korszerűsítésen esett át. A kutatók szerint a folyamat nem valami bonyolult, sci-fibe illő eljárás. Sőt, egyikük „meglepően egyszerűnek” nevezte.

Hétköznapi alapanyagokat kevertek össze, enyhe hőkezelést alkalmaztak, és széles körben elérhető anyagokat használtak. Nincsenek ritkaföldfémek, nincsenek egzotikus vegyszerek – csak ügyes tudomány találkozik a régi vágású anyagokkal.

Anyatermészet ihlette megoldás

Itt válik igazán érdekessé a dolog. A kutatók azt vizsgálták, hogyan építi fel a testünk a csontjait. Igen, jól olvastad. Speciális fehérjék segítenek kalciumvegyületekből álló klaszterek létrehozásában, amelyek szilárdságot és szerkezetet adnak a csontvázunknak.

A tudósok azt kérdezték: alkalmazhatnánk-e ugyanazt a megközelítést, hogy apró nikkel- és vas-klasztereket hozzanak létre egy akkumulátorhoz?

Fehérjéket (méghozzá szarvasmarhából származókat) grafén-oxiddal – egy ultravékony, kétdimenziós anyaggal – kevertek össze, majd a keveréket túlhevítették. Ez a fehérjék szénszesedését okozta, eltávolítva az oxigént, és rendkívül apró fémklasztereket hagyva maga után. Olyan klasztereket, amelyek mindössze 5 nanométer szélesek. Néhány szó szerint csak egyetlen atom vastag volt.

Az eredmény? Egy aerogél akkumulátor, amely térfogatának 99%-a levegő. Ez szinte lehetetlennek hangzik, de a számítások helytállnak.

Miért olyan fontos a méret

Itt válik igazán menővé a tudomány. Amikor a részecskéket nanométeres méretre zsugorítjuk, a felületük drasztikusan megnő. Gondolj úgy, mint egy csokoládétábla apró darabokra törésére: ugyanannyi csokoládé, de sokkal nagyobb felület érhető el.

Egy akkumulátorban a nagyobb felület azt jelenti, hogy több hely áll rendelkezésre a kémiai reakciókhoz. Ez gyorsabb töltést, gyorsabb kisütést és jobb összhatásfokot jelent