Uutta puhtia litium-akkuihin

Paljon käytetyt litiumioniakut ovat edelleen jatkuvan tutkimus- ja kehitystyön kohteena.

Itä-Suomen yliopistossa on kehitelty nykyisen hankalan litiumkobolttioksidin korvaavaa tekniikkaa.

Yhden lupaavan elektrodiparin muodostavat litiumtitanaatti ja litiumrautafosfaatti. Ne ovat turvallisia ja helposti saatavia materiaaleja. Lisäksi niistä valmistettujen akkujen eliniän on havaittu olevan nykyisiä parempi.

Valitettavasti ne ovat kuitenkin huonosti sähköä johtavia. Ongelma voidaan ratkaista joko tuottamalla materiaaleja nanokokoisina suuren pinta-alan hiukkasina tai muokkaamalla niiden koostumusta lisäaineilla.

Itä-Suomen yliopiston laboratoriossa onkin onnistuttu tekemään litiumtitanaatille nämä molemmat parannukset samassa yksikertaisessa kaasufaasiprosessissa.

Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat puolestaan ratkoneet tehokkaisiin litiummetalli- ja litiumilma-akkuihin liittyviä ongelmia.

Litiummetalliakut kykenevät parempaan nykyisiä parempaan energian varastointiin, mutta niiden ongelmana ovat negatiiviselle elektrodille helposti kasvavat oikosulkuja aiheuttavat dendriitit. 

Ratkaisuna ongelmaan Cornell Universityn tutkijat ovat kehitelleet nanorakenteista kalvoa, joiden huokosien mitat pysäyttävät dendriittien kasvun mutta sallivat ionien kulun.

Eräs lupaava vaihtoehto on myös litiumilma-akut, jotka voivat varastoida sähköä jopa viisinkertaisesti litiumioniakkuihin verrattuna mutta niitä on hyvin vaikea ladata.

Litiumilma-akuissa, anodin metallinen litium, reagoidessaan hapen kanssa muodostaa litiumperoksidia, joka liukenemattomana pilaa elektrodin pian.

Argonne National Laboratory tutkijat ovat kehittäneet akkutyypin, joka tuottaa akun purkautuessa litiumin superoksidia, eikä peroksidia. Litiumsuperoksidi hajoaa helposti takaisin litiumiksi ja hapeksi, mikä tarjoaa mahdollisuuden hyvälle hyötysuhteelle ja käyttöiälle. 

Aiheesta aiemmin:

Uudella elektrolyytillä ilman oikosulkuja