Läpimurtoja rikki-akkujen tutkimuksissa

21.01.2015

waterloo-litium-rikki-akku-linda-nazar-250.jpgKanadalaisen Waterloon yliopiston tutkijat ovat kehittämässä halvempia, kevyempiä ja tehokkaampia ladattava akkuja sähköautoille. Tutkijoiden huomattavan läpimurron ytimessä on ultra-ohut nanomateriaali.

Kemian professori Linda Nazar ja hänen tutkimusryhmänsä ovat havainneet, että mangaanidioksidin nanoarkkeja voidaan käyttää litium-rikki (Li-S) akussa lisäämässä dramaattisesti sen suorituskykyä.

Edulliset litium-rikki akut voivat teoriassa antaa tehoa sähköautolle kolme kertaa pidemmälle kuin nykyiset samanpainoiset litium-ioni-akut. Rikki on erittäin runsas, suhteellisen kevyt ja erittäin halpa akkumateriaali. Historiallisesti se ei ole oikein toiminut katodimateriaalina koska se liukenee elektrolyyttiliuokseen akkua purettaessa.

Professori Nazarin aiempi tutkimus selvitti, että metallinen titaanioksidi voisi vakauttaa rikkiä, mutta uusin tutkimus osoittaa, että mangaanidioksidin nanoarkit toimivat vielä paremmin.

Rikkiä stabiloiva kemiallinen reaktio on samanlainen kuin, se joka löydettiin Saksan kemian kultavuosina 1845. - On ironista, että meidän täytyi katsoa niin pitkälle taaksepäin kirjallisuudessa ymmärtääksemme jotain, joka voi niin radikaalisti muuttaa tulevaisuutemme, toteaa Nazar.

Kokeissa akku saavutti ennätysmäisen 1300 milliampeeritunnin per gramma kapasiteetin ja yli 2000 työjaksoa 0,036 prosentin häipymällä per jakso.

Päätavoitteena tässä työssä on selvittää menetelmän mekanismia ja tutkijaryhmän muut jäsenet etsivätkin nyt muita oksideja löytääkseen parhaan pidätysmateriaalin rikille.

Saksalaisen Helmholtz Institute Ulmin (HIU) tutkijat ovat puolestaan kehittäneet elektrolyytin, jota voidaan käyttää magnesium-rikki akkukennoissa. Sillä on todettu olevan ennennäkemätön sähkökemiallinen vakausikkuna ja erittäin korkea hyötysuhde

Magnesiumilla voitaisiin saavuttaa korkeampia varastointitiheyksiä kuin litiumilla. Lisäksi magnesium on runsas luonnonvara, se on myrkytön eikä heikkene ilmassa. Uusi elektrolyytti on kemiallisesti yhteensopiva rikkikatodille ja sen tuotanto oli hyvin yksinkertaista.

Aiheesta aiemmin:

Litium-rikki akkuja sähköautoille

16.01.2020Laskentaa molekyyleillä
16.01.2020Konenäölle nyt myös konesilmät
14.01.2020Piin kvanttibiteillä uusiin ulottuvuuksiin
13.01.2020Uusi menetelmä kestäville GaN-transistoreille
10.01.2020Hiukkaskiihdytin mikropiirille
09.01.2020Biologista energiantuottoa
08.01.2020Kvanttiteleportaatio piifotonisella sirulla
07.01.2020Kohti spintronisia MRAM-muisteja
07.01.2020Tehokas litium-rikki akku
03.01.2020Pieniä parannuksia litiumioni-akuille

Siirry arkistoon »