Qingdaon bioenergian ja bioprosessiteknologian instituutin (QIBEBT) tutkijat yhdessä kansainvälisten yhteistyökumppaniensa kanssa ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka parantaa merkittävästi kiinteän olomuodon litiumakkujen energiatehokkuutta ja käyttöikää.
Uuden materiaalin myötä kiinteän elektrolyytin akuissa ei tarvota erillisiä lisäaineita. Tämä mahdollistaa yli 20 000 lataus- ja purkusyklin tehokkaan toiminnan.
Tutkimus, joka julkaistiin 31. heinäkuuta Nature Energy -lehdessä, esittelee katodirakenteen, joka ratkaisee nykyisten ASLB-akkujen (All-Solid-State Lithium Battery) keskeisiä haasteita. Näissä akuissa käytetyt heterogeeniset komposiittikatodit vaativat elektrolyyttisesti passiivisia lisäaineita johtavuuden parantamiseksi, mutta nämä lisäaineet heikentävät akkujen energiatehokkuutta ja käyttöikää.
Tutkijat ovat kehittäneet ratkaisun käyttämällä nollajännitemateriaalia, joka tarjoaa erinomaisen sekoitetun ionisen ja elektronisen johtavuuden. Tämä mahdollistaa tehokkaan varauksen kuljetuksen ilman lisäaineiden tarvetta, mikä parantaa akun energiatehokkuutta ja pidentää sen käyttöikää.
Tutkimuksessa materiaalin tilavuuden muutos latauksessa oli vain 1,2 prosenttia. Energiatehokkuudeksi mitattiin 390 wattituntia kiloa kohti. Tämä on selvästi suurempi kuin tämän hetken tyypilliset 150-200 wattitunnin lukemat.
Kiinalaistutkijoiden keksintö voi avata uusia mahdollisuuksia energian varastoinnin alalla, erityisesti sähköajoneuvojen ja suurten energianvarastointijärjestelmien kaupallisessa soveltamisessa.