Sähköautojen akkujen katodeissa käytetään kobolttia, joka on monella tapaa ongelmallinen metalli. Sen korvaajaksi on haluttu nikkeliä, joka kuitenkin hajoaa ajan myötä. Nyt tutkijat ovat löytäneet syyn tälle nikkelin käyttäytymiselle.
Löydös on tärkeä, koska sen avulla voidaan kehittää mekanismeja ja ratkaisuja, joiden avulla nikkeli saadaan kestävään sähköauton akkujen pitkä elinikä. Älypuhelimissahan akku ei montaa vuotta kestä, joten vastaavaa ongelmaa ei ole.
Tutkijat Cambridgen ja Liverpoolin yliopistoista sekä Diamond Light Sourcesta ovat tunnistaneet yhden syistä, miksi nikkelipitoiset akkumateriaalit väsyvät eikä niitä voi enää ladata täyteen pitkäaikaisen käyttää. Nature Materials -lehdessä raportoidut tulokset avaavat oven akkujen käyttöiän parantamiseksi.
Tällä hetkellä useimmat sähköautojen akut sisältävät merkittäviä määriä kobolttia katodimateriaaleissaan. Koboltti voi kuitenkin aiheuttaa vakavia ympäristövahinkoja, joten tutkijat ovat pyrkineet korvaamaan sen nikkelillä, joka tarjoaa myös korkeamman käytännön kapasiteetin kuin koboltti. Nikkelipitoiset materiaalit hajoavat kuitenkin paljon nopeammin kuin nykyinen tekniikka ja edellyttävät lisätutkimuksia, jotta ne olisivat kaupallisesti kannattavia sovelluksissa, kuten sähköautoissa.
Akkumateriaalien muutosten seuraamiseksi tutkijat kehittivät nappipariston, jota testattiin useiden kuukausien ajan. Sen avulla oli mahdollista testata akun hajoamismekanismeja pitkällä aikavälillä. Tutkimuksen aikana tutkijat havaitsivat, että osa katodimateriaalista väsyy solun toistuvan lataamisen ja purkamisen jälkeen, ja väsyneen materiaalin määrä kasvaa syklien jatkuessa.
Jotta paristomateriaalit toimivat tehokkaasti, niiden täytyy laajentua ja kutistua litiumionien liikkuessa sisään ja ulos. Nikkelikatodeissa materiaalin pinnalla olevat atomit olivat järjestyneet uudelleen muodostaen uusia rakenteita, jotka eivät enää kykene varastoimaan energiaa.
Lisäksi akkumateriaalin pinnan alueet jähmettyvät eräänlaisiksi ”paaluiksi”, jotka kiinnittävät loput materiaalista paikalleen ja estävät sitä supistumasta. Näin akku ei enää saavuta täysin varautunutta tilaansa.
Tämän tiedon perusteella tutkijat etsivät nyt tehokkaita vastatoimenpiteitä, kuten suojapinnoitteita ja toiminnallisia elektrolyyttilisäaineita, jotta hajoamisprosessia voidaan lieventää ja akkujen käyttöikää pidentämiseksi.
ETNdigi 2/2024 -lehti käsittelee laajasti elektroniikka-alan innovaatioita, erityisesti sulautettuja järjestelmiä ja kehittyvää tekoälyä. Lehdessä esitellään esimerkiksi LUMI-supertietokoneen roolia tekoälymallien kehittämisessä Suomessa. Uutiskattauksen lisäksi mukana on useita syvemmälle eri tekniikoihin sukeltavia artikkeleita.
NordPass on julkaissut kuudetta kertaa vuotuisen 200 yleisintä salasanaa -tutkimuksensa, joka paljastaa kansainvälisesti suositut salasanat sekä 44 eri maan salasanat. Maailmalla yleisin salasana on nerokas ”123456” ja Suomen yleisimpänä jatkaa kestosuosikki ”qwerty123”.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.