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
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.
