Uutta puhtia litium-akkuihin

22.02.2016

LTO_nanoparticles_usages-250.jpgPaljon 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

29.09.2022Optisia kuituja perovskiitista
28.09.2022Kvanttiväylä avaa tietä
27.09.2022Älykkäät mikrorobotit kävelevät itsenäisesti
26.09.2022Pienenergian keruuta ja viittomakielen tulkintaa
24.09.2022Uusi turkki kvanttikissalle
23.09.2022Yksittäinen elektroni surffailee ääniaallolla
22.09.2022Antiferromagneettisuutta spintroniikkaan ja muisteihin
21.09.2022Kvanttipisteet tekevät avaruusaluksesta anturin
20.09.2022Kerrostusta massamateriaalissa
19.09.2022Fotosynteesi tehostamaan aurinkokennoja

Siirry arkistoon »