Kiinalaisen Qingdaon yliopiston johdolla kansainvälinen tutkijajoukko on tuottanut merilevästä huokoisia hiilinanokuituja. Ne voivat toimia tulevaisuuden litiumioniaakkujen ja muiden energiaratkaisujen parempina ja edullisempina materiaaleina.
Tällaisia materiaaleja pitäisi lisäksi pystyä tuottamaan kestävästi, toteaa tutkimusta vetänyt Dongjiang Yang. Sitouttaen metalli-ioneja levästä tehtyjen nanokuitujen munakotelomaiseen rakenteeseen saatiinkin aikaan vakaa materiaali ja hallittava synteesi.
Testaus osoitti, että materiaalilla oli suuri palautuva kapasiteetti 625 mAhg-1, kun perinteisellä grafiittianodilla se on 372 mAhg-1. Tämä voisi auttaa kaksinkertaistamaan kapasiteetin, jos katodimateriaali on yhtä laadukas.
Kuidut toimivat myös lähes yhtä hyvin kuin polttokennojen kaupalliset platinakatalyytit ja paremmalla pitkäaikaisella vakaudella. Ne osoittivat myös korkeaa kapasitanssia, mitä voitaisiin soveltaa sinkki-ilma-akuissa ja superkondensaattoreissa.
Uusimmassa työssään tutkijat ovat käyttäneet punalevästä johdettua karrageenia ja rautaa valmistaen huokoisen rikkiseostetun hiilen aerogeelin, jolla on erittäin suuri pinta-ala. Rakenne voisi olla hyvä ehdokas litium-rikki -akkuihin ja superkonkkiin.
Cambridgen yliopiston johdolla toiminut kansainvälinen ryhmä tiedemiehiä on puolestaan kehittänyt huokoista materiaalia, jossa toteutuu kasvinlehtien suonistojen tapainen rakenne. Se saa ne siirtämään energiaa tehokkaammin.
Suunnitelma jäljittelee Murrayn laiksi kutsuttua sääntöä, joka auttaa luonnon organismeja nesteiden siirrossa ja minimoi koko verkoston vastuksen. Myös hyönteiset hyödyntävät vastaavaa rakennetta hiilidioksidin ja hapen siirrossa. Samaa materiaalia voidaan siten käyttää myös korkean suorituskyvyn kaasun tunnistuksessa tai katalyysissä hajottamaan orgaanisia haitakkeita veteen.
Tutkijoiden ensimmäinen demonstraatio Murray-materiaalin valmistusprosessista oli yllättävän yksinkertainen nanohiukkasten ohjautuessa prosessissa itserakentuvasti.
Materiaali voi merkittävästi parantaa pitkäaikaista vakautta ja litium-ionien varastoinnin lataus- ja purkunopeutta. Tutkijoiden mukaan kapasiteetin parannus on jopa 25-kertainen verrattuna nykyisten grafiittimateriaalien tasoon.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.4.2017
Kun verkkojen välisten yhdyskäytävien toteuttamisessa ollaan siirtymässä enenevässä määrin yhdessä tapahtuvaan reunalaskennan ja tekoälyn hyödyntämiseen, yksi järjestelmäkomponentti tahtoo jäädä turhan vähälle huomiolle: ihmisen ja koneen välisen rajapinnan toteuttava laite. Näin voi käydä esimerkiksi käytettäessä laitekehikkoja tai tietokonekoteloita järjestelmäarkkitehtuuriin kuuluvien edge-solmujen tekoälytoimintojen sijoituspaikkoina, kirjoittaa Advantech artikkelissaan.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
