Columbian yliopiston materiaalitieteilijät ovat kehittäneet uuden turvallisemman ja pitkäikäisemmän menetelmän litiumakuille. Jäädyttämällä (ice-casting) hallitaan kiinteän keraamisen elektrolyytin muodostumista litium-akussa. Kiinteän elektrolyytin pystysuuntaiset rakenteet tarjoavat nopean reitin litiumioneille ja ovat erittäin johtavia.
Aiemmissa tutkimuksissa on käytetty joko satunnaisesti hajaantuneita keraamisia hiukkasia polymeerielektrolyytissä tai kuitumaisia keraamisia elektrolyyttejä, jotka eivät ole pystysuunnassa kohdakkain. Näissä rakenteissa ionien kulkua haittaa polymeerimatriisin heikko johtavuus.
Tutkijoiden mukaan uudelle menetelmällä toteutetun keraamisen elektrolyytin pystysuora rakenne polymeerielektrolyytin kanssa tarjoaa nopean tien litiumioneille ja siten parantaa johtavuutta.
Lisäksi tekniikka voisi periaatteessa parantaa akkujen energiatiheyttä: litiumakun nykyinen grafiittikerrokseen perustuva elektrodi voidaan korvata litiummetallilla ja tämä voisi parantaa akun ominaisenergiaa jopa 60-70 prosenttia.
Korealaisen UNIST-yliopiston tutkijaryhmä on puolestaan kehittänyt valolla ladattavan kannettavan virtalähteen, joka perustuu tehokkaisiin piiaurinkokennoihin ja litiumioniakkuun. Järjestelmä perustuu pienikokoisiin kiteisen piin aurinkokennoihin (c-Si PV) ja printattuun kiinteän olomuodon litiumioniakkukennoihin (LIB).
Laiteen rakentamisessa käytetään ohutkalvojen painotekniikkaa, jossa kiinteäaineinen LIB on tulostettu suoraan korkean hyötysuhteen c-Si PV - moduuliin.
Yhdistelmälaite tarjoaa ratkaisun sekä akkujen energiatiheyden ongelmaan että aurinkokennojen energian varastoinnin ongelmaan. Vielä tärkeämpää tutkijoiden mielestä on, että akuilla on suhteellisen suuri teho ja energiatiheys suorassa auringonvalossa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 28.4.2017