Lisää aktiivimateriaalia akkuihin ja paristoihin

MIT:n tutkijat ovat keksineet tavan parantaa erityisesti sydämentahdistimissa käytettävien paristojen energiatiheyttä.

Paristot voivat tuottaa noin kolme kertaa enemmän energiaa kokonsa ja painoonsa nähden kuin ladattavat akut. Mutta pariston vaihtaminen sydämentahdistimeen tai muuhun lääketieteelliseen implanttiin vaatii kirurgisen toimenpiteen, mikä ei ole kovin mukava toimenpide.

Avain tutkijatiimin paristoinnovaatioon on uudenlainen elektrolyytti. Nestemäisen fluoratun yhdisteen avulla ryhmä havaitsi, että he voisivat yhdistää osan katodin ja elektrolyytin toiminnoista yhteen yhdisteeseen, jota kutsutaan katolyytiksi. Tämä mahdollistaa säästää suuren osan tyypillisten paristojen painosta, tohtoritutkinnon aiheesta suorittanut Haining Gao kertoo.

Koska pariston kokonaisteho ei voi olla suurempi kuin kahdesta elektrodimateriaalista pienemmän, ylimääräinen kapasiteetti menisi hukkaan jännitteen yhteensopimattomuuden vuoksi. Mutta uudella materiaalilla "yksi fluorattujen nesteiden tärkeimmistä eduista on, että niiden jännite on hyvin linjassa CFx:n jännitteen kanssa", selittää apulaisprofessori Betar Gallant.

Perinteisessä CFx -parissa elektrolyytit ovat itse asiassa kemiallisesti epäaktiivisia, mikä tarkoittaa, että noin 50 prosenttia akun avainkomponenteista on passiivista materiaalia. Mutta uudessa mallissa, jossa on fluorattua katolyyttimateriaalia, kuollutta painoa voidaan vähentää noin 20 prosenttiin, toteavat tutkijat.

Yksi uuden materiaalin suuri etu on se, että se voidaan helposti integroida olemassa oleviin valmistusprosesseihin. Ryhmä on myös hakenut patenttia katolyytilleen.

Myös Max Planck Institute for Medical Researchin tutkijoiden keksintö voisi saada akkuihin enemmän aktiivista materiaalia. Tutkimusryhmä on löytänyt tavan valmistaa erittäin hienoa metallivillaa, batene fleeceä, joka voi toimia akkujen virrankeräilijöinä.

Tutkijoiden tuloksia hyödyntävä spin-off Batene GmbH on lisensoinut teknologian ja on jo saanut alkurahoitusta 10 miljoonaa euroa.

Nykyisten akkujen toiminta perustuu hyvin ohuisiin aktiivisen materiaalin kerroksiin jotka muodostavat siten vain noin 60 prosenttia akun painosta.

Tutkijoiden kehittämät hyvin johtavat metallikuidut prosessoidaan tiheäksi johtavaksi metalliverkoksi ja täytetään vastaavilla anodin tai katodin aktiivisilla materiaaleilla. Tällainen rakenne mahdollistaa aktiivisen materiaalin kasvattamisen 90 prosenttiin. Lisäksi metalliverkkojen suurempi pinta-ala mahdollistaa nopeammat lataus- ja purkausajat

Aiheesta aiemmin:

Implantti ottaa energian ihmiskehosta