Palamattomia ja tehokkaampia akkuja

Joukko insinöörejä, joita johti litiumioni-akun keksijä 94-vuotias University of Texas at Austinin professori John Goodenough, on kehittänyt kiinteään elektrolyyttiin perustuvia akkukennoja.

Goodenougihin tutkijakumppani Maria Helena Braga ryhtyi kehittämään kiinteää lasista elektrolyyttiä Porton yliopistossa Portugalissa ja aloitti yhteistyön Goodenoughin kanssa pari vuotta sitten.

Lasisen elektrolyytin myötä heidän kehittämänsä ratkaisu on täysin kiinteä akku, joka on palamaton ja sillä on pitkä elinikä, korkea volumetrinen energiatiheys sekä nopea varaus ja purkaus.

Tutkijoiden mukaan uusilla akkukennoilla on vähintään kolminkertainen energiatiheys verrattuna nykypäivän litium-ioni-akkuihin. Elektrodin ja elektrolyytin rajapintojen superkondensaattorimainen ominaisuus tuottaa akulle suuremman kyvyn varastoida energiaa myös sähkökenttään.

Käyttäen alkalimetallista anodia (litium, natrium tai kalium) - mikä ei ole mahdollista tavanomaisissa akuissa - lisää katodin energiatiheyttä ja antaa pitkän elinajan. Kokeissa uudet kennot osoittivat yli 1200 työjaksoa pienellä kennoresistanssilla.

Lasinen elektrolyytti mahdollistaa myös litiumin vaihdon edulliseen natriumiin, jota löytyy runsaasti merivedestä. Lisäksi kiinteä elektrolyytti voi toimia pakkasasteissa.

Myös granaattimineraali on havaittu kiinnostavaksi kiinteäksi elektrolyyttimateriaaliksi mutta se muodostaa suuren resistanssin elektrolyytin ja elektrodimateriaalien välillä.

Marylandin yliopiston tutkijat ovat ratkaisseet ongelman kerroksella ultraohutta alumiinioksidia elektrodin pinnalla, mikä vähentää impedanssia 300-kertaisesti.

Keraamisen granaatti elektrolyytin suuren vakauden lisäksi ryhmä saattoi käyttää metallista litiumanodia. Yhdistettynä korkean kapasiteetin rikkikatodeihin, tämä täysin kiinteärakenteinen akkutekniikka tarjoaa mahdollisesti vertaansa vailla energiatiheyden, joka päihittää minkä tahansa litiumioniakun tällä hetkellä markkinoilla.

Aiheesta aiemmin:

Kiinteitä kalvoja ja elektrolyyttejä akuille