Uudenlaisia litium-ioni-akkutekniikoita17.09.2012 Rice Universityn ja belgialaisen Leuvenin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet tavan tehdä joustavia komponentteja litium-ioni -akuille pois heitetystä jätepiistä. He ovat luoneet nanolankojen metsän korkea-arvoisesta, mutta vaikeasti kierrättävästä piistä. Pii absorboi kymmenen kertaa enemmän litiumia kuin hiili, jota yleensä käytetään Li-akuissa, mutta koska se akkukäytössä laajenee ja supistuu se hajoaa nopeasti. Työssä käytettiin vakiintunutta litografiaprosessia. Syövyttäjämaski tehtiin uittamalla polystyreenihelmiä piikiekolle, jossa ne asettuivat itsestään säännölliseen muotoon. Niiden päälle ruikutettiin ohut kerros kultaa ja polystyreeni poistettiin, jolloin kiekon päälle jäi kultamaski, jossa on nanokokoisia reikiä tasaisin välein. Maskia käytettiin metalliavusteiseen kemialliseen syövytykseen, jossa pii liukenee kun se koskettaa metallia. Siten metallikatalyytti uppoaa piihin ja reikien läpi tulee miljoonia tasaisin välein olevia 50-70 mikronia pitkiä nanolankoja. Nanolankoihin saostettiin ohut kerros kuparia, mikä parantaa niiden kykyä absorboida litiumia ja sitten koko nanolankaryhmä valettiin joustavaan elektrolyyttiin, mikä helpottaa sen poistoa piikiekolta. Oheisessa kuvassa näkyy kuinka pii-kupari-polymeerikomposiitti voidaan rullata pois piialustalta ja maski voidaan jättää paikalleen aloittamaan prosessi uudelleen. Georgia Institute of Technologyn tutkijat ovat puolestaan kehittäneet tehokennoratkaisun, joka muuntaa mekaanista energiaa suoraan varastoiduksi kemialliseksi energiaksi. Uusi ratkaisu perustuu pietsosähköiseen kalvoon, joka ajaa litiumioneja kennon toiselta syrjältä toiselle puolelle kun kalvoon muodostetaan mekaaninen rasitus. Litiumionit ajetaan polarisoidun kalvon läpi pietsosähköisen potentiaalin avulla ja varastoidaan suoraan kemialliseksi energiaksi sähkökemiallisella prosessilla. Laitteisto soveltuisi sinne missä on mekaanista värähtelyä käytettävissä ja tutkijat arvioivat että ratkaisu saattaa olla jopa viisi kertaa tehokkaampi muuntaessaan mekaanista energiaa kemialliseksi kuin perinteinen generaattori-akku järjestelmä. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.