Akkuteollisuus etsii uusia materiaaleja

16.06.2022

Ohio-grafiittia-hiilesta-250-t.jpgOhion yliopiston tutkijat ovat esitelleet todisteita uudesta hiilen kiintoaineesta, jota he kutsuivat "amorfiseksi grafiitiksi".

Fyysikko David Drabold ja insinööri Jason Trembly aloittivat työnsä kysymyksellä: "Voisimmeko tehdä grafiittia hiilestä?"

"Grafiitti on tärkeä hiilimateriaali, jolla on monia käyttötarkoituksia. Yhä kasvava grafiitin sovellus on litiumioniakkujen akkuanodit ja se on elintärkeää sähköajoneuvoteollisuudelle – Tesla Model S tarvitsee keskimäärin 54 kg grafiittia.

Grafiittiset elektrodit ovat parhaita, jos ne on valmistettu puhtaista hiilimateriaaleista, joita on yhä vaikeampi saada kasvavan kysynnän vuoksi", tutkijat kirjoittavat julkaisussaan.

Heidän työnsä etsi uusia polkuja grafiitin synteettisiin muotoihin luonnollisesti esiintyvästä hiilipitoisesta materiaalista. He löysivät useilla eri laskelmilla kerroksisen materiaalin, joka muodostuu erittäin korkeissa lämpötiloissa (noin 3000 Kelvin-astetta).

Uudessa materiaalissa on runsaasti grafeenimaisia kuusikulmiota, mutta myös viisi- ja seitsemänkulmioita. Tämä rengashäiriö vähentää uuden materiaalin sähkönjohtavuutta verrattuna grafeeniin, mutta johtavuus on edelleen korkea alueilla, joita hallitsevat suurelta osin kuusikulmiot.

Tutkijat odottavat julkistuksensa kannustavan kokeiluihin ja tutkimuksiin amorfisen grafiitin olemassaolosta ja samalla työ on myös ennuste uudesta hiilen faasista.

Litiumioniakut ovat tällä hetkellä suosituin tekniikka sähköajoneuvojen virtalähteenä, mutta ne ovat liian kalliita pitkää kestoikää vaativiin sähköjakeluverkon energianvarastointijärjestelmiin, ja itse litiumia on yhä vaikeampi saada.

Houstonin yliopistossa tehty uusi tutkimus esittää ympäristön lämpötilassa olevaa kiintoaineista natrium-rikki akkutekniikkaa vaihtoehtona litiumpohjaiselle akuille jakeluverkkotason energian varastointijärjestelmiin.

Professori Yan Yao ja hänen kollegansa kehittivät homogeenisen lasimaisen elektrolyytin, joka mahdollistaa palautuvan natriumpinnoituksen ja strippauksen suuremmalla virrantiheydellä kuin aiemmin oli mahdollista.

"Uusien kiinteiden elektrolyyttien etsinnän täyskiinteille natriumakuille on samanaikaisesti oltava edullisia, helposti valmistettavia sekä mekaanisesti että kemiallisesti uskomattoman stabiileja", toteaa Yao.

Tutkijat löysivät nämä vaatimukset täyttävän uudenlaisen oksisulfidisen lasielektrolyytin, joka natriummetallin ja elektrolyytin välisessä rajapinnassa muodostaa itsestään passivoivan välivaiheen, joka on välttämätön palautuvassa pinnoituksessa ja natriumin poistamisessa.

Aiheesta aiemmin:

Kuolleen akkumateriaalin henkiin herättäminen

Rikkikemiaa akuille ja vedyntuottoa vihreästi

Akkutekniikoiden uudet reaktiot

 

09.08.2022Lisää monipuolisia kvanttiantureita
08.08.2022Ihanteellisen puolijohdemateriaalin metsästystä
05.08.2022Polymeeriperustaista akkutekniikkaa
04.08.2022Grafeenin avulla kuvia nesteessä "uivista" atomeista
03.08.2022P-tietokoneiden potentiaali
02.08.2022Transistorista memristoriin: kytkentäteknologiaa tulevaisuutta varten
01.08.2022Pienemmän tehonkäytön neuroverkkoja
30.07.2022Suuri askel pienille moottoreille
29.07.2022Elektronit käyttäytyvät hienojakoisemmin
27.07.2022Erittäin viritettäviä komposiittimateriaaleja
24.07.2022Nelitahtikone atomeilla
21.07.2022Lasereille skaalautuvuutta ja yksinapaisia pulsseja
14.07.2022Nanokvantisointi täyttää akkuteknologian aukon
08.07.2022Tutkijat teleportoivat kvantti-informaatiota kvanttiverkossa
06.07.2022Ensimmäinen orgaaninen bipolaaritransistori
01.07.2022Puuperäistä käyttövoimaa langattomille antureille
23.06.2022Perovskiitti ei hevillä antaudu
22.06.2022Pieni robotti kävelee kuin rapu
21.06.2022Uudenlaisen muistin rakentaminen
20.06.2022Nykytekniikalla fotoniselle kvanttirajalle
17.06.2022Polarisaatiota hyödyntävä fotoninen prosessori
16.06.2022Akkuteollisuus etsii uusia materiaaleja
15.06.2022Tutkijat tehostavat atomiradion vastaanottoa
14.06.2022Maanjäristyksen tunnistusta kvanttisalausverkolla
13.06.2022Yön aikainen aurinkokennotekniikka
10.06.2022Hedelmäkärpäsen digitaalinen kaksonen
09.06.2022Älykäs kvanttianturi
08.06.2022Inverttereiden roolista tulevaisuuden sähköverkossa
07.06.2022Hengittäviä kaasuantureita
06.06.2022Aaltoja suprajohtavuuteen ja aikakiteisiin
03.06.2022Monenlaista keramiikkaa
02.06.2022Seuraavan sukupolven älykäs keinoiho
01.06.2022Piin ja neuronin fuusio
31.05.2022Viritettävät kvanttiloukut eksitoneille
30.05.2022Uusi ihme- ja kvanttimateriaali
27.05.2022Uusia löytöjä lämmönhallintaan
26.05.2022Kaksi spiniä tuottaa kvanttiväylän
25.05.2022Katalyyttinen ja absorboiva kondensaattori
24.05.2022Perovskiitti sopii memristoriin ja transistoriin
23.05.2022Polttokennoja ohentaen
21.05.2022Paremman kvanttibitin rakentaminen
20.05.2022Atominohut eriste kuljettaa spinejä
19.05.2022Vetyä ja kvanttielektroniikkaa
18.05.2022Vikasietoinen kvanttitietokonemuisti timantissa
17.05.2022Kvanttiturhautumista etsien
16.05.2022Topologiaa langattomalle tekniikalle
14.05.2022Leväkenno pyörittää Arm Cortex M0+:aa
13.05.2022Ioninen nestepohjainen säilölaskenta
12.05.2022Nanotekninen mikroskooppikuvaus älypuhelimeen
11.05.2022Magneettisia skyrmioneja laserpulsseilla
10.05.2022Viallisia nanotimantteja tulostaen
09.05.2022Monen fotonin generaattori sirulle
08.05.2022Perovskiittikennojen kääntelyä
06.05.2022Kovalenttisilla sidoksilla 2D-2D-heterorakenteita
05.05.2022Suprajohteinen diodi
04.05.2022Lisää vettä litiumioni-akkuun
03.05.2022Konenäön visioita ja vaaroja
02.05.2022Kvanttiteleportaatio: kvanttidataliikenteen pikakaista
30.04.2022UPS:in lyijyakku vaihtuu alkaliakuksi
29.04.2022Einsteinin jalanjäljissä
28.04.2022Topologisia ilmiöitä korkeilla taajuuksilla
27.04.2022Vetymolekyylistä kvanttisensori
26.04.2022Konenäköä mikroroboteille
25.04.2022Mekaanista kvanttitekniikkaa
23.04.2022Bakteerit rummuttavat
22.04.2022Molekyylirobotit parveutuvat yhteistyöhön
21.04.2022Nesteet ja kiinteät aineet samalla tulostuksella
20.04.2022Kausiluontoisen energian varastointia
19.04.2022Ensimmäiset teollisesti valmistetut kubitit
18.04.2022Jalokivessä avain tulevaisuuden kvanttitietokoneille
15.04.2022Magnetosähköinen transistori
14.04.2022Laser integroitu litiumniobaattisirulle
13.04.2022Sähkömagneettista spektriä avaten
12.04.2022Negatiivinen hilakapasitanssi transistoreihin
11.04.2022Topologista valon ohjausta ja THz-modulaatiota
08.04.2022"Kuumat" spinkvanttibitit piitransistoreissa
07.04.2022Korkean lämpötilan Majoranat
06.04.2022Huonelämpöistä suprafluorenssia
05.04.2022Uusi alusta räätälöitäville kvanttilaitteille
04.04.2022Magneettinen läheisyysvaikutus esiin
02.04.2022Supernopean "elektronisateen" lähde
01.04.2022Kvanttimemristori ja neurolaskennan laajennus
31.03.2022Ennätystehokkuus ohuille piiaurinkokennoille
30.03.2022Atomistisia perusteita akuille
29.03.2022Uusia mahdollisuuksia atomistisilla kvanttitietokoneilla
28.03.2022Äärimmäiset rajat nykyelektroniikalle
26.03.2022Jalometalleista vapaa polttokenno
25.03.2022Aaltoilevan grafeenin elektroniikkaa
24.03.2022Kvanttitason lämpötilamittaukset solujen tasolle
23.03.2022Magnetismi ja korkean lämpötilan suprajohteet
22.03.2022Taajuusviritys nanosähkömekaanisesti
21.03.2022Kangas, joka "kuulee" sydämesi äänet
19.03.2022Syövänhoitoa magneettisilla siemenillä
18.03.2022MEMS-kytkimillä LiDAR:lle ennätystarkkuus
17.03.2022Lyijy pois nopeatoimisista akuista
16.03.2022Taajuuden helppoa kertomista
15.03.2022Parempaa näkökykyä roboteille
14.03.2022Uusia MOF-katalyyttejä
12.03.2022Ultraohuita kalvoja bioelektroniikalle
11.03.2022Kohti kiinteärakenteisia akkuja

Näytä lisää »