Japanilaiset tutkijat Yokohaman kansallisesta yliopistosta ovat löytäneet lupaavan vaihtoehdon nikkeli- ja kobolttipohjaisille akuille sähköajoneuvoissa. Ratkaisussa käytetään mangaania anodissa, jolla päästään merkittävästi nykyakkuja suurempiin energiatiheyksiin. Mutta miksi juuri magnaani?
Mangaani on noussut keskeiseksi materiaaliksi sähköautojen akkuteknologiassa, erityisesti litiumioniakkujen positiivisena elektrodina. Perinteisesti nikkeliä ja kobolttia on käytetty akkujen elektrodeissa niiden korkean energian tiheyden vuoksi, mutta nämä metallit ovat kalliita, harvinaisia ja niiden saatavuus on epävarmaa. Mangaani tarjoaa ympäristöystävällisemmän ja kustannustehokkaamman vaihtoehdon, mikä on merkittävä etu sähköautojen akkujen kehityksessä.
Mangaanin erityispiirteet tekevät siitä ihanteellisen materiaalin. Yksi sen eduista on kyky muodostaa rakenteita, jotka mahdollistavat suuren energian varastointikapasiteetin ilman merkittävää jännitehystereesiä. Tämä tarkoittaa, että mangaanipohjaiset akut voivat varastoida ja vapauttaa energiaa tehokkaasti, mikä parantaa niiden suorituskykyä ja käyttöikää. Lisäksi mangaani on runsaasti saatavilla ja edullinen verrattuna nikkeliin ja kobolttiin, mikä auttaa vähentämään akkujen valmistuskustannuksia.
Tutkijat ovat kehittäneet uusia menetelmiä, kuten nanorakenteisten LiMnO2-materiaalien valmistusta, jotka sisältävät sekä ortorombisia että monokliinisia kerrosrakenteita. Näiden nanorakenteiden avulla voidaan parantaa akkukennon suorituskykyä entisestään, mahdollistamalla korkea energiatiheys, jopa 820 Wh/kg, mikä on kilpailukykyistä nikkeliä sisältävien materiaalien kanssa. Tämä tekee mangaanista erityisen houkuttelevan vaihtoehdon, kun halutaan parantaa sähköautojen akkujen energiatehokkuutta.
Mangaanin käyttö litiumioniakuissa ei ole vain taloudellisesti järkevää, vaan myös ympäristön kannalta kestävämpää. Koboltin ja nikkelin louhintaan liittyy merkittäviä ympäristöongelmia ja eettisiä haasteita, joita mangaanin käytöllä voidaan välttää. Tämä tekee mangaanista houkuttelevan vaihtoehdon, erityisesti kun otetaan huomioon akkujen kasvava kysyntä sähköautojen yleistyessä.
Lisäksi mangaanipohjaiset materiaalit ovat osoittautuneet erittäin tehokkaiksi latausnopeuden suhteen, mikä on kriittinen ominaisuus sähköautoissa. Nopea latauskyky on tärkeä ominaisuus, joka parantaa käyttäjäkokemusta ja tekee sähköautoista entistä houkuttelevamman vaihtoehdon kuluttajille. Mangaanin avulla voidaan kehittää akkuja, jotka eivät vain tarjoa korkeaa energiatiheyttä, vaan myös kestävät nopeita latausjaksoja ilman merkittävää suorituskyvyn heikkenemistä.
Kaiken kaikkiaan mangaani on lupaava materiaali, joka voi mullistaa sähköautojen akut tarjoamalla kustannustehokkaan, ympäristöystävällisen ja suorituskykyisen vaihtoehdon nykyisille nikkeli- ja kobolttipohjaisille akkumateriaaleille. Tämä voi olla avainasemassa, kun pyritään kohti kestävämpää ja fossiilivapaata tulevaisuutta.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.