Penn State -yliopiston konetekniikan laitoksella on kehitetty sähköauton akku, joka voidaan ladata täyteen 10 minuutissa. Työtä koskeva artikkeli on julkaistu Nature-lehdessä. Tutkimuksen pääkirjoittaja Chao-Yang Wang sanoo, että tarve pienemmille, nopeammin latautuville akuille on suurempi kuin koskaan. - Akkuja ja kriittisiä raaka-aineita, varsinkaan kotimaassa valmistettuja, ei yksinkertaisesti ole riittävästi vastaamaan odotettua kysyntää.
Kaliforniassa hyväksyttiin elokuussa suunnitelma rajoittaa bensiinikäyttöisten ajoneuvojen myyntiä. Päätös tarkoittaa, että vuoteen 2035 mennessä polttomoottoriautojen myynti loppuu Yhdysvaltojen automarkkinoilla. Sama on tapahtumassa Euroopassa.
Jos uusien autojen myynti siirtyy akkukäyttöisiin sähköajoneuvoihin, niiden on voitettava kaksi suurta estettä. Ensinnäkin ne ovat liian hitaita latautumaan. Toiseksi ne ovat liian suuria ollakseen tehokkaita ja edullisia. Näitä ongelmia ratkaisemaan Penn Staten tutkijat kehittivät pikalataustekniikkansa.
Wangin mukaan tekniikka toimii useimpien energiatiheiden akkujen kanssa ja avaa uuden mahdollisuuden pienentää sähköajoneuvojen akkujen kapasiteetin 150 kWh:sta 50 kWh:iin. Akkuja projektissa kehittää Penn State Collegessa toimiva startup-yritys EC Power.
- Pienemmät, nopeammin latautuvat akut vähentävät dramaattisesti akkukustannuksia ja kriittisten raaka-aineiden, kuten koboltin, grafiitin ja litiumin, käyttöä, mikä mahdollistaa kohtuuhintaisten sähköautojen massakäytön, Wang kehuu.
Tekniikka perustuu Wangin mukaan ”sisäiseen lämpömodulaatioon”. Kyse on aktiivisesta lämpötilansäätömenetelmästä, joka vaatii akulta parasta mahdollista suorituskykyä. Akut toimivat tehokkaimmin, kun ne ovat kuumia, mutta eivät liian kuumia. Akkujen pitäminen jatkuvasti oikeassa lämpötilassa on ollut suuri haaste akkuinsinööreille. Historiallisesti he ovat luottaneet ulkoisiin, tilaa vieviin lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmiin akun lämpötilan säätelemiseksi. Nämä tekniikat reagoivat hitaasti ja kuluttavat paljon energiaa, Wang sanoi.
Wangin tiimi päätti sen sijaan säätää lämpötilaa akun sisältä. Tutkijat kehittivät uuden akkurakenteen, joka lisää ultraohuen nikkelikalvon neljänneksi komponentiksi anodin, elektrolyytin ja katodin lisäksi. Nikkelikalvo säätelee itse akun lämpötilaa ja reaktiivisuutta, mikä mahdollistaa 10 minuutin pikalatauksen lähes millä tahansa sähköauton akulla.
EC Power työskentelee valmistaakseen ja kaupallistaakseen pikaladattavan akkutekniikan. Tutkimustyötä ovat tukenaat Yhdysvaltain energia- ja puolustusministeriöt sekä maan ilmavoimat.
