Stanfordin yliopiston johtama tutkimusryhmä on kehitellyt uuden pinnoitteen, joka voisi vihdoin tehdä kevyistä litium-metalli -akuista turvallisia ja pitkäikäisiä. Siten niitä saatettaisiin ottaa käyttöön seuraavan sukupolven sähköajoneuvoissa.
Litiummetalliakut ovat houkuttelevia korkean energiatiheytensä vuoksi. Niiden jyrkkä reaktiivisuus rajoittaa kuitenkin anodin suorituskykyä, koska pinnalle muodostuu heterogeeninen kiinteiden elektrolyyttien välifaasi (SEI).
Tutkijat esittävät litiummetallianodien stabiloimiseksi monitoimista verkkomaista materiaalia. Sillä saavutetaan dynaaminen, elektrolyyttejä blokkaava ja yksittäisiä ioneja johtava keinotekoinen SEI, joka vakauttaa litiummetallisen anodin.
Kehittämäänsä välifaasiverkostoon tutkijat integroivat ensimmäistä kertaa yhteen matriisiin kaikki tavoitellut ominaisuudet. Sellaisia ovat yhdenmukainen suojaus, nopea Li+-ionien kuljetus ja haitallisten loisreaktioiden lieventäminen.
Tuloksena olevan materiaalin, dynaamisen, yhden ionin johtavan verkon, havaitaan parantavan huomattavasti litiummetallin suorituskykyä kaupallisessa karbonaattielektrolyytissä.
Laboratoriokokeissa pinnoite pidensi akun käyttöikää huomattavasti. Se käsitteli myös palamiskysymystä rajoittamalla suuresti dentriittien kasvua. Ne ovat estäneet litiummetalliakkujen käytön seuraavan sukupolven sähköajoneuvoissa.
Litiummetalliakuilla voi olla ainakin kolmanneksella enemmän tehoa painoa kohti kuin nykyisillä litiumioniakuilla ja ne ovat huomattavasti kevyempiä, koska ne käyttävät kevyttä litiumia anodilla raskaamman grafiitin sijasta.
Testeissä 160 syklin jälkeen tutkijoiden litiummetallikennot tuottivat edelleen 85 prosenttia tehosta, jonka ne tuottivat ensimmäisessä syklissä. Tavanomaiset litiummetallikennot tuottavat vain noin 30 prosenttia näin useiden jaksojen jälkeen, mikä tekee niistä käytännössä hyödyttömiä.
Uusi päällysteemme tekee litiummetalli akuista vakaan ja lupaavan jatkokehitykselle. Vaikka käyttö sähköajoneuvoissa voi olla perimmäinen tavoitteemme, kaupallistaminen alkaisi todennäköisesti kulutuselektroniikan parissa akun turvallisuutta korostaen, toteavat tutkijat yhteisessä tiedotteessaan.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 10.9.2019
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.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
