Akkutekniikka on ollut kirkkaassa valokeilassa Samsungin Note 7 -älypuhelimen ylikuumentumisten takia. MIT:n tutkijat ovat nyt kehittäneet pidemmälle kiinteään elektrolyyttiin perustuvaa akkua, joka on aiempaa energiatiheämpi ja merkittävästi turvallisempi.
Useimmat akut koostuvat kahdesta aktiivikerroksesta, joita kutsutaan elektrodeiksi, joiden välissä on nestemäistä tai geelimäistä elektrolyyttiä sisältävä polymeerikalvo. Mikäli elektrolyytti olisi kiinteä, akku ei käytännössä visi syttyä tuleen, koska kiinteästä elektrolyytistä ei voi kasvaa mahdollisesti oikesolkuun – ja akun lämpenemiseen johtavia – haarakkeita.
MIT:n materiaalitekniikan tutkimuskeskuksessa on tutkittu nestemäisen elektrolyytin korvaamista kiinteällä sulfidilla, siis periaatteessa rikillä. Tutkijat ovat selvittäneet, millaisia mekaanisia rasituksia kiinteään elektrolyyttiin kohdistuu ionien virratessa sen läpi.
Latausprosessi saa elektrodit laajentumaan ja supistumaan, kun ionit kulkevat niiden kiderakenteen sisään ja taas ulos. Mikäli elektrolyytti on hauras, se voi kohjeta, mikä heikentää akun toimintakykyä ja voisi jopa johtaa samanlaisten haarakkeiden syntyyn kuin nestemäisissä elektrolyyteissä.
Rikki on hyvin herkkä laboratorion ilmalle, joten mekaanisten ominaisuuksien – kuten haurauden – mittaaminen on ollut iso haaste. MIT:n tutkijat testasivat sulfideja mineraaliöljykylvyissä, joissa materiaali ei pääse kosketuksiin ilman tai kosteuden kanssa. Litiumia johtava sulfidi osoittautui näissä testeissä erittäin lupaavaksi kiinteän akun elektrolyyttimateriaaliksi.
Tutkijoiden mukaan kiinteiden akkujen elinikä voisi olla merkittävästi nykyakkuja pidempi. Lisäksi grafiittianodin korvaaminen litiummetalleilla voisi nostaa akun energiatiheyden jopa kaksinkertaiseksi nykyisestä.
