Uusi suunnitelma litiumilma-akusta

Illinois-yliopiston tutkijat Chicagossa ja Argonnen kansallisessa laboratoriossa ovat suunnitelleet uuden litium-ilma -akun, joka toimii luonnollisessa ilmastoympäristössä ja joka toimi edelleen ennätyksellisen 750 lataus/purkausjakson jälkeen.

Litium-ilma -akkujen uskotaan pystyvän jopa viisinkertaiseen energiakapasiteettiin kuin litium-ioni-akut mutta useat esteet ovat heikentäneet niiden kehitystä.

Akut toimisivat yhdistämällä anodin litiumia ilman hapen kanssa tuottamalla litiumperoksidia katodilla purkausvaiheen aikana. Latausvaiheen aikana litiumperoksidi hajoaa takaisin litiumin ja hapen komponentteihin.

Valitettavasti idean kokeelliset mallit eivät toimi todellisessa luonnollisessa ilmassa vaan ovat vaatineet puhdasta happea, mikä rajoittaa niiden käytännöllisyyttä.

UIC-Argonne tutkimusryhmä voittaa nämä haasteet käyttämällä ainutlaatuista yhdistelmää anodia, katodia ja elektrolyyttiä estämään anodin hapettumista ja akun pilaavien sivutuotteiden kertymistä katodille ja mahdollistaen akun toimia luonnollisen ilman ympäristössä.

Tutkijat päällystivät litium-anodin ohuella litiumkarbonaattikerroksella, joka selektiivisesti mahdollistaa anodin litiumionien pääsyn elektrolyyttiin ja estäen ei-toivottujen yhdisteiden pääsyn anodiin.

Litium-ilma -akun katodi on yksinkertaisesti kevyt ilma. Näiden akkujen kokeellisissa malleissa happi yhdessä kaikkien muiden ilmaa muodostavien kaasujen kanssa tulee elektrolyyttiin hiilipohjaisen ristikkorakenteen kautta.

Salehi-Khojin ja hänen kollegansa päällystivät ristikkorakenteen molybdeenidisulfaattikatalyytillä ja käyttivät ainutlaatuista hybridiä elektrolyyttiä, joka koostuu ionisesta nesteestä ja dimetyylisulfoksidista, joka on yleinen komponentti akkujen elektrolyyteissä, joka auttoi helpottamaan litium-happireaktioita, minimoiden litiumreaktiot muiden ilman ainesosien kanssa ja parantaen akun tehokkuutta.

"Tämän akun täydellinen arkkitehtoninen peruskorjaus uudistamalla sen kaikki osat auttoivat meitä mahdollistamaan reaktioita, joiden halusimme esiintyä ja estää tai tukahduttaa ne, jotka lopulta aiheuttaisivat akun kuoleman", toteaa Salehi-Khojin yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Uudenlainen litum-happi akku