Különleges akku mobilhoz

Bár a jelenlegi akkumulátoroktól eltérő elven működő elemeket jó ideig nem használhatjuk mobiltelefonjainkban, a kémikusok azt remélik, hogy az új, ún. direkt metanol tüzelőanyag-cella működő prototípusa egy éven belül elkészülhet - számol be a Világtudomány.

- A jelenlegi mobiltelefonok akkumulátorait lassan lehet feltölteni. Még a gyors töltésű akkumulátorok esetében is viszonylag sok időre van szükség ehhez. Az általunk fejlesztett cellák töltése viszont pillanatok alatt megoldható lenne egy metanolt tartalmazó, kisméretű patron készülékbe helyezésével – magyarázta a tüzelőanyag-cella működését az ezzel kísérletező kutatócsoport vezetője. Tompos András elmondta, ha a cella elkészül, a mobiltelefonok akkumulátorainak feltöltése tulajdonképpen egyetlen apró alkatrész gyors cseréjével történik majd, nem lesz szükség hálózati áramforrásra. A kutató szerint az újfajta metanol tüzelőcella másik óriási előnye, hogy jóval hosszabb ideig működik, mint a hagyományos, lítium-ion alapú mobil akkumulátor. - A metanol alapú elemmel ellátott mobiltelefonokat akár hónapokig is használhatnánk újratöltés nélkül – hangsúlyozta Tompos András. A hagyományos cellák veszélyes hulladéknak számítanak, de a kutatók most új anyagokat próbálnak ki, amelyek környezeti terhelése is jóval kisebb.

-A tüzelőanyag-cella tulajdonképpen egyfajta elem, ami elektromosságot termel. Működési elve a hagyományos galvánelemekhez hasonló, csak esetükben más anyagok vesznek részt a kémiai reakciókban, jellemzően hidrogén vagy a metanol (metil-alkohol). A lényeg azonban ugyanaz: a kémiai energiát elektromos energiává alakítják. Sokfajta tüzelőanyag-cella létezik, a kutatócsoport a polimer elektrolit membrán (PEM) tüzelőanyag-cellákkal kísérletezik. A PEM tüzelőanyag-cellák működéséhez a negatív, illetve pozitív töltésű anód és katód oldal között egy membránra van szükség. Ez a protonok számára átjárható, feladata pedig az, hogy az elektrolízis közben az anódon képződő hidrogénionokat (protonokat), átvigye a katód oldalra. - Az anódon a metanol oxidációja során a protonok mellett elektronok is felszabadulnak, amelyek egy vezetőn keresztüláramolva működtetik azt az elektromos fogyasztót, amelynek ellátása a cella fő funkciója. Ilyen fogyasztó lehet a mobiltelefon is. A folyamat végén az elektron a fogyasztón áthaladva átkerül a cella katód oldalára, ahol az ott lévő oxigénnel, illetve a membránon keresztül átvándorló protonokkal egyesülve vízmolekulát képez.

Az így képződő víz jó esetben gőz formájában távozik a rendszerből, aminek az elvezetése komoly mérnöki probléma. 

- Reményeink szerint az elem első működő prototípusa egy év múlva elkészül, de valódi tüzelőanyag-cellákban is vizsgálni kell majd az elektrokatalizátorok működését – mondta a Kémiai Intézet munkatársa, hozzátéve: egy tajvani céggel kötött szerződés keretében kutatócsoportja a teljes tüzelőanyag-cellából csak a katalizátorok fejlesztésére, tesztelésére koncentrál. Azon dolgoznak, hogy minél vékonyabb katalizátor rétegre legyen szükség az elem működéséhez, hiszen a platina igen drága. A hosszú távú cél, a nemesfémmentes katalizátor, de a lehetséges új anyagokról ma még legfeljebb sejtések vannak.