Kierrätystä ja palonestoa20.02.2020
Suurin osa nykyisistä akkututkimuksista keskittyy täydellisen kemian etsimiseen. Sen sijaan UC San Diegon ryhmä pyrki ratkaisemaan perustavanlaatuisen kysymyksen? Perinteisissä metalliakuissa elektrolyyttineste on staattinen osa akkua. Seurauksena on, että akun latautuessa elektrolyytti ehtyy ja litium kertyy todennäköisesti epätasaisesti anodille. Tämä puolestaan aiheuttaa dentriittien kasvua. Nopea lataus vielä nopeuttaa tätä ilmiötä. San Diegon tutkijat ovat kehittäneet akkuun sopivan pinta-aaltoakustisen ultraäänilaitteen, joka saa elektrolyytin virtaamaan akun sisällä. Tämä kierto täydentää litiumia elektrolyytissä ja tehostaa sitä, että litium muodostaa tasaiset ja tiheät saostumat anodille latauksen aikana. Kierrätys myös estää tehokkaasti litiummetallikasvujen (dentriittien) muodostumisen varauksen aikana. Vaikka tutkimusryhmä keskittyi litiummetalliakkuihin, ratkaisua voidaan käyttää erilaisissa akuissa, kemiasta riippumatta. Tutkijat osoittivat, että laitteella varustettu litiummetalliakku voidaan ladata ja purkaa 250 syklin ja litiumioniakku yli 2000 syklin verran. Akku latautui nollasta sataan prosenttiin 10 minuutissa joka syklillä. ”Seuraava askel on integroida tämä tekniikka kaupallisiin litiumioniakkuihin”, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa. Australialaiset tutkijat ovat puolestaan kehittäneet palamattoman elektrolyytin kalium- ja kalium-ioni-akuille. Seuraavan sukupolven tekniikoissa tutkijat korvaavat litiumionit runsaammilla ja paljon halvemmilla ioneilla, kuten kaliumionilla. Kalium- ja kalium-ioni akuille ei kuitenkaan ole vielä saatavissa palamattomia elektrolyyttejä. Materiaalitieteilijä Zaiping Guo ja hänen ryhmänsä Australian Wollongongin yliopistosta ovat löytäneet ratkaisun. Tutkijat kehittivät palonestoaineeseen perustuvan elektrolyytin ja mukauttivat sen käytettäväksi kaliumakuissa. Palamattomuuden lisäksi sitä voidaan käyttää akuissa suurikokoisiin sovelluksiin sopivissa pitoisuuksissa, kirjoittavat tutkijat. Guo ja hänen tiiminsä ovat osoittaneet, että seuraavan sukupolven kaliumioni-akut voidaan tehdä turvallisiksi käyttämällä uutta epäorgaanista, fosfaattipohjaista elektrolyyttiä. He ehdottavat, että palonestoaineisiin perustuvia elektrolyyttejä voidaan kehittää edelleen ja että niitä voitaisiin käyttää muiden palamattomien akkujärjestelmien suunnittelussa. Aiheesta aiemmin: Uudenlainen elektrodirakenne tehokkaammille akuille Transistoroitu erotinkalvo akuille |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
