Yhdysvaltain energiaministeriön Brookhavenin kansallisen laboratorion tutkijat ovat suunnitelleet uuden orgaanisen katodimateriaalin litiumakuille. Etsiessään kestävää katodimateriaalia, joka voisi myös tarjota korkean energiatiheyden, he valitsivat rikin, turvallisen ja runsaan alkuaineen.
Uutta katodimateriaalia suunniteltaessa tutkijat valitsivat organodisulfidiyhdisteen, joka koostuu vain hiilestä, vedystä, rikistä ja hapesta. Näin mukana ei ole tyypillisiä litiumparistoissa esiintyviä raskasmetalleja, jotka ovat vähemmän ympäristöystävällisiä.
Rikkiakkujen ongelmina ovat toiminnan aikana syntyvät ei-toivotut yhdisteet, jotka liukenevat elektrolyyttiin ja hajautuvat akkuun sen toiminnan pilaten. Tutkijat yrittivät vakauttaa rikkiä suunnittelemalla katodimateriaalin, jossa rikkiatomit liitettiin orgaaniseen runkoon. Uuden materiaalin syntetisoituaan he tutkivat sitä National Synchrotron Light Source II -tutkimusaseman röntgenlaitteilla ymmärtääkseen paremmin sen varaus-purkaus -mekanismin.
Tutkijoiden mukaan tämä tutkimus tarjoaa uuden strategian, jolla parannetaan rikkipohjaisten katodien suorituskykyä suuritehoisilla litiumakuilla.
Myös venäläisen Skoltechin energiatieteiden ja teknologian keskuksen ja D.I. Mendeleevin kemian tekniikan yliopiston tutkijat ovat suunnitelleet uuden polymeerisen katodimateriaalin ultranopeille metalli-ioniakuille.
Orgaaniset katodit tarjoavat monia etuja: korkea energiatiheys, vaikuttava lataus/purkausnopeus ja hyvä kestävyys vahvoille mekaanisille muodonmuutoksille. Toinen tärkeä etu on niiden ympäristöystävällisyys, koska orgaaniset materiaalit koostuvat vain luonnon runsaista alkuaineista (C, H, N, O, S) ja ne voidaan saada uusiutuvista resursseista.
Raskaiden metallien puuttuessa akkujen kierrätys voidaan tehdä helpoksi. Lisäksi orgaanisten katodien käyttö mahdollistaa kalliiden litiumsuolojen korvaamisen elektrolyytissä paljon halvemmilla natrium- ja kaliumanalogeilla.
Professori Pavel Troshinin tutkimusryhmän lukuisten hankkeiden joukossa kiinnitetään erityistä huomiota uusien polyphenylamine-tyyppisten yhdisteiden suunnitteluun, jotka ovat yksi lupaavimmista orgaanisten katodimateriaalien perheistä metalli-ioniakkuja varten.
- Polytripenyyliamiiniin ja sen analogeihin perustuvat katodimateriaalit ovat ominaisuuksiltaan erinomaisia metalli-ioni-akuissa. Niiden purkupotentiaali on korkea, työjaksovakaus hyvä ja ne voivat toimia suurilla lataus- ja purkausnopeuksilla, Troshin kertoo.
Tutkimuksessa yritetään kasvattaa orgaanisten katodien mahdollistamaa energiatiheyttä, jotta tekniikka saadaan kaupalliseen käyttöön.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 2.7.2019
Keraamiset monikerroskondensaattorit joutuvat tosi koville autojen elektroniikkajärjestelmissä. Vaurioiden ehkäisemiseksi niissä on aiemmin käytetty hopeaepoksiin perustuvia pehmeitä päätyliitoksia, mutta ongelmana on silloin ollut hopean vaeltaminen. SEMCOn eli Samsung Electro-Mechanicsin kehittämä kupariepoksiin perustuva ratkaisu eliminoi sekä halkeamien/oikosulkujen syntymisen että metallin kulkeutumisen.
Englantilainen Pickering Interfaces esitteli Electronica-messuilla uuden sukupolven yksipaikkaisen sulautetun PXIe-ohjaimensa mallimerkinnältään 43-920-002. Uutuus on markkinoiden kompaktein ja tehokkain 3U-ohjain PXI Express -alustalle.
Barcelonalainen ignion esitteli Electronica-messuilla uutta OMNIA mXTEND -komponenttiaan, joka yhdistää kolme antennia yhteen innovatiiviseen ratkaisuun. Virtuaaliseksi antenniksi kutsuttu moduuli muuttaa piirikortin kolmen eri radion säteileväksi antenniksi.
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”.
