Nano-tinavälikerros kiinteän olomuodon akuille15.05.2026
Tutkimus tuotti kennoja, joiden energiatiheys ylitti 350 Wh/kg ja jotka samalla säilyttivät pitkän syklin käyttöiän alhaisessa käyttöpaineessa. Tähän asti tutkijat ovat ratkaisseet elektrolyytin ja kiinteän rajapinnan ongelmia käyttämällä kymmenien megapascalien ulkoista painetta tai monimutkaisia pinnoitusprosesseja. KERI-tiimi, jota johti tohtori Nam Ki-Hun akkumateriaalien ja prosessien tutkimuskeskuksessa, valitsi toisenlaisen reitin. He valmistivat ohuen kerroksen nanokokoista tinajauhetta – materiaalia, jolla on vahva litium-affiniteetti ja suuri litiumin varastointikapasiteetti – ja liittivät sen litiummetallianodin pinnalle siirtopainatuksella. Paikan päällä tinakerros suojaa litiummetallia fyysisiltä vaurioilta syklin aiheuttamilta vaurioilta ja samalla avaa uuden reitin ionien kulkeutumiselle, mikä alentaa kennon kokonaisvastusta. Laajapintaisessa pussikennossa testattuna välikerros toimi hyvin paljon lievemmissä olosuhteissa kuin tyypillisesti vaaditaan. Vain 2 MPa:n käyttöpaineella kennot säilyttivät yli 81 % alkuperäisestä kapasiteetistaan 500 täyden syklin ajan. Energiatiheys ylitti 350 Wh/kg, kun perinteisillä litiumioniakuilla on 150–250 Wh/kg. Tulokset osoittavat, että tehokkaat täyskiinteät akut voivat toimia ilman kömpelöitä paineistuslaitteita tai kalliita pintakäsittelyjä. KERIn seuraavan sukupolven akkututkimuskeskuksessa tohtori Kim Youngohin tekemä laskennallinen tutkimus täydensi kokeellista työtä. Ensimmäisen periaatteen simulaatioiden avulla tiimi jäljitti, miten tinapohjaiset seokset säätelevät litiumin kuljetusta ja pienentävät rajapinnan vastusta atomi- ja elektronirakennetasolla. ”Tutkimus on merkittävä siinä mielessä, että se varmistaa sekä laaja-alaisen skaalautuvuuden että rajapinnan vakauden, jotka ovat kaksi olennaista tekijää kokonaan kiinteän olomuodon akkujen kaupallistamiselle, ja samalla esittelee käytännöllisen ratkaisun”, sanoo tohtori Nam Ki-Hun. ” Teknologian kehittämistä jatketaan edelleen todellisia valmistusprosesseja varten, jotta siitä voi tulla keskeinen mahdollistaja tulevaisuuden teollisuudenaloille, jotka ovat riippuvaisia tehokkaista akuista, mukaan lukien sähköajoneuvot, humanoidirobotiikka ja energian varastointijärjestelmät (ESS).” Aiheesta aiemmin: Uusi elektrolyytti antaa ionien virrata Ionogeeli voisi varastoida energiaa turvallisesti ja kestävästi |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Korean sähköteknologian tutkimuslaitoksen (KERI) tutkimusryhmä on poistanut keskeisen esteen täysin kiinteiden akkujen kaupallistamiselta kehittämällä nano-tinavälikerroksen, joka vakauttaa litiummetallianodien ja kiinteiden elektrolyyttien välisen ongelmallisen kosketusalueen.