Uusi ratkaisu pidentää alumiiniakkujen käyttöikää29.01.2025
Turvallisia ja luotettavia akkutekniikoita ei kuitenkaan ole olemassa, mikä tukisi kohti kestävää, puhdasta energiaa. Nyt ACS Central Science -lehdessä raportoivat kiinalaiset tutkijat ovat suunnitelleet kustannustehokkaan ja ympäristöystävällisen alumiini-ioni-akun (Al-ion), joka voisi sopia laskuun. Mahdollinen vaihtoehto luotettaville pitkäaikaisille energian varastointijärjestelmille ovat ladattavat Al-ion-akut. Niiden yleisin elektrolyytti, nestemäinen alumiinikloridi, syövyttää kuitenkin alumiinianodia ja on erittäin herkkä kosteudelle, mikä pahentaa korroosiota. Molemmat tekijät vaikuttavat huonoon vakauteen ja sähköisen suorituskyvyn heikkenemiseen ajan myötä. Joten Wei Wang, Shuqiang Jiao ja kollegat halusivat suunnitella paremman Al-ion-akun ilman näitä rajoituksia. Tiimi lisäsi inerttiä alumiinifluoridisuolaa Al-ioneja sisältävään elektrolyyttiin, mikä muutti sen kiinteäksi elektrolyytiksi. Alumiinifluoridisuolalla on 3D-huokoinen rakenne, jonka ansiosta alumiini-ionit voivat hypätä helposti elektrolyytin poikki ja parantaa johtavuutta. Lisäksi, kun tutkijat rakensivat Al-ion-akkuaan, he käyttivät fluorieteenikarbonaattia rajapinnan lisäaineena ohuen kiinteän pinnoitteen luomiseksi elektrodeihin estääkseen akun toimintakykyä heikentävien alumiinikiteiden muodostumisen. Kokeissa akun kosteudenkestävyyttä sekä fyysistä ja lämpöstabiilisuutta parannettiin, minkä ansiosta se kesti toistuvia iskuja terävästä esineestä ja jopa 392 Fahrenheit-asteen lämpötiloja. Kiinteärakenteisella Al-ion-akulla oli myös poikkeuksellisen pitkä käyttöikä, sillä se kesti 10 000 lataus-purkausjaksoa menettäen samalla alle 1 % alkuperäisestä kapasiteetistaan. Lisäksi suurin osa alumiinifluoridista voidaan ottaa talteen yksinkertaisella pesulla ja kierrättää sitten toiseen akkuun, jonka suorituskyky oli hieman heikentynyt. Uusi akku voisi vähentää Al-ion-akkujen tuotantokustannuksia ja pidentää niiden käyttöikää, mikä lisää niiden käytännöllisyyttä. "Tämä uusi Al-ion-akkurakenne osoittaa mahdollisuudet pitkäkestoiseen, kustannustehokkaaseen ja erittäin turvalliseen energian varastointijärjestelmään. Kyky ottaa talteen ja kierrättää keskeisiä materiaaleja tekee tekniikasta kestävämmän”, Wang sanoo. Tutkijat lisäävät, että energiatiheyttä ja elinkaarta on parannettava edelleen ennen kaupallistamista. Aiheesta aiemmin: Alumiini kiinnostaa energia-alaa Alumiinianodi tarjoaa kestävän vaihtoehdon |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.