Uutta toivoa litium-ilma akulle

University of Wollongongin (UOW) tutkijat ovat kehittäneet hapen ja litiumin välistä kemiallista reaktiota rakentaen akun, joka voisi olla kymmenen kertaa tehokkaampi kuin nykyinen tekniikka.

Litiumioniakut ovat akkuteknologian valtavirtaa mutta sähköajoneuvoihin kaivattaisiin kevyempää ja edullisempaa vaihtoehtoa.

Koska litium-ilma akut ottavat happea ympäröivästä ilmakehästä, ne ovat paljon kevyempiä kuin muut akkutyypit ja ne voivat tyypillisesti varastoida kymmenen kertaa enemmän tehoa kuin litiumioniakussa.

Litium-ilma-akussa, happi reagoi litiumin kanssa tuottaen sähköä. Mutta se luo myös litiumperoksidia, joka kerrostuu elektrodille ja ennen pitkään pilaa reaktion.

UOW:n Institute for Superconducting and Electronic Materials (ISEM) tutkijat, professori Jiazhao Wangin johdolla, ovat kehittäneet uuden elektrodin, joka näyttää ja toimii kuin sieni mutta vastaa onnistuneesti alan haasteisiin.

Heidän menetelmänsä tuottaa kolmiulotteisen elektrodin, joka on valmistettu nikkelikobolttioksidista. Niistä muodostettuun rakenteessa on suuria ja pieniä huokosia ja tunneleita, paljolti kuten sienessä.

Litium-ilma-akussa litiumperoksidin on oltava osana latausjaksoa koska se ruokkii sähköä tuottavaa reaktiota.

Tutkijoiden testit osoittivat heidän rakenteensa mikroskooppisen tunneleiden ja huokosien elektrodissa auttavan varastoimaan litiumperoksidia kun akku latautuu ja hajottaa sen purkauksen aikana sekä parantaa hapen ja elektrolyytin kulkua.

"Akku toimii poikkeuksellisen hyvin verrattuna akkuihin, jotka valmistettu samankaltaisista aineista ja raportoitu tutkimuskirjallisuudessa", toteaa professori Wang. "Teoreettinen käsite happipohjaisista akuista on teoreettisesti melko yksinkertainen, mutta käytännössä hyvin vaikea tehdä.

"Tämä tutkimus korostaa uudenlaista elektrodin rakennetta ja avaa lupaavan strategian kehittää erittäin tehokkaita happielektrodeja litium-happi akuille."