Palonkestävä natriumakku

Texas Austinin yliopiston tutkijoiden kehittämä natriumakku vähentää merkittävästi tekniikan aiheuttamia paloriskejä ja luottaa samalla sen rakenneosina toimiviin halpoihin ja runsaisiin materiaaleihin.

Vaikka akkupalot ovat harvinaisia, lisääntynyt akkujen käyttö tarkoittaa, että ne kuitenkin lisääntyvät.

Äskettäin Nature Energy -lehdessä julkaistun natriumakun läpimurron salainen ainesosa on kiinteä laimennusaine. Tutkijat käyttivät suolapohjaista kiinteää laimennusainetta elektrolyytissä, mikä parantaa lataus-purkaus sykliä. Tietyntyyppinen suola - natriumnitraatti - antoi tutkijoille mahdollisuuden käyttää vain yhtä palamatonta liuotinta elektrolyyttiin, mikä stabiloi akun kokonaisuutta.

Ajan myötä elektrolyytissä olevat useat nestemäiset liuottimet reagoivat muiden komponenttien kanssa tavalla, joka heikentää akkuja ja johtaa turvallisuusriskeihin.

Natrium, vaihtoehto litiumille, joka on yksi tämän akun tärkeimmistä ainesosista, on erittäin reaktiivinen, mikä asettaa merkittävän haasteen tämäntyyppisten akkujen käyttöönotolle. Nämä reaktiot voivat johtaa dendriiteiksi kasvuun, mikä voi aiheuttaa akun oikosulun ja siten tulipalon tai räjähdyksen.

"Akut syttyvät tuleen, koska elektrolyytissä olevat nestemäiset liuottimet eivät tule toimeen akun muiden osien kanssa", sanoo Arumugam Manthiram, Cockrell School of Engineeringin professori ja projektin johtava tutkija. "Olemme vähentäneet tätä riskiä luodaksemme turvallisemman, vakaamman akun."

Turvallisuuden parantamisen lisäksi tämä uusi natriumpohjainen akku edustaa halvempaa vaihtoehtoa litiumioniakuille, jotka toimivat älypuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, sähköautoissa ja muissa tarpeissa.

Akussa on myös vahva suorituskyky. Akun kesto yhdellä latauksella pienenee ajan myötä. Uusi natriumakku säilytti 80 % kapasiteetistaan yli 500 syklin ajan, mikä vastaa älypuhelimien litiumioniakkujen standardia.

"Tässä osoitamme natriumakun, joka on turvallinen ja edullinen valmistaa menettämättä suorituskykyä", Manthiram jatkaa. "On ratkaisevan tärkeää kehittää litiumioniakuille vaihtoehtoja, jotka eivät ole vain samanlaisia, vaan parempia."

Vaikka tutkijat käyttivät tätä tekniikkaa natriumakuissa, he sanovat, että se voisi toimia myös litiumionipohjaisena kennona, vaikkakin eri materiaaleilla.

Litiumin louhinta on kallista ja sitä kritisoidaan ympäristövaikutuksistaan. Vertailun vuoksi natriumia on saatavilla valtamerissä, se on halvempaa ja ympäristöystävällisempää.

Tämä akku ei myöskään sisällä kobolttia eikä litiumia. Muut komponentit on valmistettu 40 % raudasta, 30 % mangaanista ja 30 % nikkelistä.

Aiheesta aiemmin:

Akkuja ilman kriittisiä raaka-aineita

Atomistisia perusteita akuille

Natriumioniakun hankalimman vian syy