Piin käyttö Li-Ion-akkujen anodissa on ollut tutkijoiden haasteena pitkään, johtuen piin muutoksista lataus- ja purkuvaiheissa. Yhdysvaltalaisen Drexelin yliopiston ja Trinity Collegen tutkimukset Irlannissa viittaavat siihen, että piin käyttö litiumioniakkujen anodissa olisi mahdollista MXene-nimisen materiaalin avulla.
Tutkimuksen mukaan ratkaisu voisi pidentää Li-Ion-akkujen käyttöiän jopa viisinkertaiseksi. Se on mahdollista, koska kaksiulotteinen MXene-materiaali kykenee estämään piianodin laajenemisen rikkoutumispisteeseen latauksen aikana. Tämä on ollut suurin este piianodin käyttämisen tiellä.
Drexel- ja Trinity-ryhmän menetelmä muodostaa anodin, jossa MXenen nanoarkit muodostavat verkon samalla, kun ne kääriytyvät piipartikkeleiden ympärille. Näin ne toimivat samaan aikaan sekä johtavana lisä- että sideaineena.
MXene-materiaalin kaksiulotteisuus tuottaa myös ioneille enemmän tilaa, joten ne voivat liikkua nopeammin sisään ja ulos. Niillä on myös erinomainen mekaaninen lujuus, joten pii-MXene-anodit ovat myös kestäviä jopa 450 mikronin paksuuteen asti.
Tutkijoiden mittausten mukaan anodinäytteiden litiumionikapasiteetti oli suurempi kuin nykyisissä akuissa käytetyissä grafiitti- tai pii-hiili-anodeissa. Lisäksi johtavuus oli noin 100 - 1000 kertaa korkeampi kuin tavanomaisilla pii-anodeilla, kun niihin lisätään MXeneä.
Tutkijoiden mukaan MXene-anodien valmistus lieteprosessin avulla on helposti skaalattavissa minkä tahansa kokoisten anodien massatuotantoon.
Myös kansainvälinen korealaisessa UNIST-yliopistossa toiminut tutkijaryhmä on kehitellyt piipohjaista anodimateriaalia. UNISTissa piianodi on järjestetty korallimaiseen muotoon. Professori Soojin Park ja hänen tutkimusryhmänsä havaitsivat, että uusi materiaali pystyy toimimaan hyvin jopa ultranopeissa latauskokeissa sekä erilaisissa testianodeissa.
Tutkijoiden elektrodisuunnitelma luo kolmiulotteisen verkon, jossa huokoiset piin nanoputket parantavat elektronin kuljetusta koko elektrodissa. Lisäksi rakenteen erilaiset makrohuokoset tuottavat kanavia nopealle ioniliikenteelle. Edelleen yhtenäinen ja ohut hiilikerrospäällystys pienentää rakenteen resistanssia ja tarjoa esteen ei-toivotun sakeutumisen pysäyttämiseksi ja pii-nanorakenteiden tilavuusmuutoksen mukauttamiseksi, selvittää suunnittelua tutkimuspaperin ensimmäinen kirjoittaja, tohtori Bin Wang.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 13.3.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
