Dallasin Texasin yliopiston (UTD) tutkijat ovat löytäneet syyn, miksi litium-nikkelioksidi (LiNiO₂) -akut menettävät kestävyyttään ja rappeutuvat toistuvien lataussyklien aikana. Löydös voi avata tietä pitkäikäisemmille ja tehokkaammille akuille, jotka voisivat parantaa esimerkiksi sähköautojen ja älylaitteiden suorituskykyä.
Tutkijat julkaisivat löydöksensä Advanced Energy Materials -lehdessä, ja tutkimus on osa BEACONS-ohjelmaa, joka keskittyy uusien akkuteknologioiden kehittämiseen. Tutkimuksessa havaittiin, että LiNiO₂-materiaali muuttuu epävakaaksi latauksen loppuvaiheessa. Tämä johtuu hapen vapautumisesta, mikä saa akun rakenteen halkeilemaan ja lopulta heikentää sen käyttöikää.
Ratkaisuna tutkijat kehittivät menetelmän, jossa positiivisesti varattuja ioneja (kationeja) lisätään materiaaliin. Tämä luo ”pylväitä” akun rakenteeseen, mikä vahvistaa katodia ja estää hajoamisen.
Tutkimuksen vetäjä, tohtorikoulutettava Matthew Bergschneider (kuvassa), on rakentamassa robotiikkaan perustuvaa laboratoriota, jossa uusia akkumateriaaleja valmistetaan ja testataan nopealla tahdilla. Aluksi tuotetaan pieniä määriä testattavaksi, mutta tavoitteena on skaalata tuotanto satoihin akkuihin viikossa BEACONS-keskuksessa.
Tutkijat aikovat tehdä yhteistyötä teollisuuden kanssa, jotta uusi teknologia voidaan ottaa käyttöön kaupallisissa akuissa. Tämä voisi tarkoittaa pidempikestoisia, turvallisempia ja tehokkaampia akkuja laitteisiin, kuten sähköautoihin, älypuhelimiin ja energian varastointijärjestelmiin.
Löydös voi myös auttaa vähentämään riippuvuutta koboltista, joka on kallis ja vaikeasti hankittava materiaali perinteisissä akkujen katodeissa. Tutkimuksen seuraavat vaiheet keskittyvät akkujen jatkokehitykseen ja teollisen valmistusprosessin viimeistelyyn, jotta pitkäikäisemmät akut saataisiin kuluttajien käyttöön mahdollisimman pian.
Teknologia19 – Aalto-yliopiston kyberturvallisuusprofessori Jarno Limnéll uskoo, että luotettavuudesta voi tulla suomalaisten yritysten suurin myyntivaltti tulevaisuudessa. – Tärkein kysymys on tulevaisuudessa, kehen ja mihin voimme luottaa. Luottamuksesta on tulossa hyvin arvokas aineeton pääoma yrityksille, Limnéll sanoi eilen messukeskuksessa.
