Mi az a szilárdtest akkumulátor? Forradalmasíthatja-e az elektromos autók korát?

Az elektromos autók fokozatos elterjedésével az autógyártó cégek bejelentették a belső égésű motorral működő járművek leállítását. A Volkswagen célul tűzte ki, hogy 2030-ra Európában 80%-ra, Észak-Amerikában pedig 55%-ra növeli az elektromos autók arányát, a Mercedes pedig már bejelentette, hogy 2023-tól nem gyárt többé belső égésű motorral működő autót. A tömegközlekedés is hidrogénbuszokra és elektromos buszokra tér át. Miközben a vállalatok egyre nagyobb erőfeszítéseket tesznek az elektromos autók gyártására, az elektromos autók akkumulátorainak problémáinak megoldására a szilárdtest-akkumulátorok kerültek előtérbe.

A jelenlegi elektromos autók lítium-ion akkumulátorokat használnak. A lítium-ion akkumulátorok esetében az elektromosságot a pozitív és negatív elektróda között vezető elektrolit folyékony halmazállapotú, ami miatt szivárgás veszélye áll fenn, és mivel gyúlékony folyadék, nagy hőmérsékleten robbanásveszélyes is. Az elektromos autókban keletkező tűz nehezen oltható, és ha a tüzet nem olják el megfelelően, akkor másodlagos robbanás veszélye is fennáll, ami súlyos balesethez vezethet.

A szilárdtest-akkumulátorok a lítium-ion akkumulátorok ezen hátrányainak leküzdésére jelentenek alternatívát. Mivel az elektrolit szilárd halmazállapotú, nincs veszélye a mechanikai hatások miatti szivárgásnak, és mivel nem tartalmaz gyúlékony anyagokat, a gyulladás valószínűsége alacsonyabb, így viszonylag biztonságosabb. A szilárdtest-akkumulátorok azonban még fejlesztés alatt állnak. Nemrégiben az amerikai Solid Power szilárdtest-akkumulátor gyártó cég és a dél-koreai SK bejelentette, hogy együttműködnek a szilárdtest-akkumulátorok fejlesztésének felgyorsítása érdekében.

A szilárdtest-akkumulátorok használata esetén a töltési idő lerövidül, és a hatótávolság is növekszik. Úgy tűnik, hogy a szilárdtest-akkumulátorok megoldhatják a jelenlegi elektromos autó felhasználók panaszait. A vállalatok már belefogtak a szilárdtest-akkumulátorok fejlesztésébe. A nemzeti versenyképesség növelése érdekében az államok sem kímélik a támogatást a szilárdtest-akkumulátor ipar számára. A főbb vállalatok 2025 és 2028 között tervezik a szilárdtest-akkumulátorok gyakorlati alkalmazásba vételét.

A belső égésű motorral működő autók korszakának vége és az elektromos autók korszakának kezdete előtt a legnagyobb akadály az elektromos autók árazása. Jelenleg is sok fogyasztó mond le az elektromos autók megvásárlásáról az ár miatt. Ha a szilárdtest-akkumulátorok kifejlesztése megtörténik, akkor az induló árak ismét akadályt jelenthetnek. De a lítium-ion akkumulátorokhoz hasonlóan az idővel az árak fokozatosan stabilizálódni fognak, de a megfizethető szintre való csökkenéshez valószínűleg több időre lesz szükség.

Nemrégiben Chicagóban rendkívüli hidegfront érte el az északi sarkvidéki hideget. A -30 Celsius-fokosnak érzékelt hőmérsékleten az embereknél nagyobb problémát az elektromos autók jelentettek. Az elektromos autók lemerültek a fagy miatt, és a töltőállomások zsúfoltak lettek. A töltés sem ment zökkenőmentesen, így újra felmerültek a panaszok az elektromos autókkal kapcsolatban. Az elektromos autókban a pozitív és negatív elektróda közötti kémiai reakciónak kell energiát termelnie, hogy az autó megfelelően működjön, de alacsony hőmérsékleten ez a kémiai reakció lelassul, ami akkumulátor problémákhoz vezet. A klímaváltozás következtében a szélsőséges hőség és a hideg egyre gyakoribbá válik, így érdemes megfigyelni, hogy a szilárdtest-akkumulátorok képesek lesznek-e megoldani ezt a problémát.