Akkutekniikan kehittäjät ovat jo pitkään tienneet, että avain selvästi energiatehokkaampiin akkuihin piilee piianodissa. Sen tiheys on karkeasti kymmenen kertaa suurempi kuin nykyään käytössä olevien litiumioniakkujen grafiittianodien. San Diegon yliopiston ja LG Energy Solutionin tutkijat kertovat nyt ratkaisseensa tekniikan suurimman ongelman.
Piianodin energiatiheys on San Diegon tutkijoiden mukaan 3590 milliampeerituntia grammaa kohti. Samaan aikaan grafiitissa päästään 372 milliampeerituntiin grammaa kohti. Piillä on kuitenkin taipumus laajentua ja kutistua voimakkaasti lataus- ja purkausjaksojen aikana akuissa, joissa käytetään nestemäisiä elektrolyyttejä. Tämä johtaa nopeasti varauskapasiteetin alenemiseen.
Kiinteän elektrolyytin akkuja on kehitetty litiumanodin pohjalta, mutta näissä ongelmana on ollut sekä hidas latausaika että korkea lämpötila. Latauksen aikana tällaisen akun lämpötila nousee yli 60 asteeseen. Uusi piianodiratkaisu korjaa tämänkin ongelman. Testeissä uusi akku latautui ja purkautui 500 kertaa huoneenlämpötilassa. Syklien jälkeen akku säilytti 80 prosenttia kapasiteetistaan.
Tutkijat muuttivat piianodin rakennetta vaihtaen aiemmin käytetyn nanopiin mikropiihin, joka on nanopiitä edullisempaa ja vähemmän prosessoitua. Samalla päästiin eroon nanopiin polymeerisidoksista elektrolyyttiin. Kiinteä elektrolyytti on sulfidipohjainen, ja se osoittautui erittäin vakaaksi uuden piianodin kanssa.
Tutkijoiden löydökset on julkaistu Science-lehdessä. San Diegon yliopiston startup-hautomosto on perustettu uusi Unigrid Battery -yritys kaupallistamaan tekniikkaa. Samaan aikaan San Diegon yliopistossa jatkemaan perustutkimusta, jolla tekniikkaa kehitetään. Tuloksena voi olla akkuja, jotka jaksavat syöttää virtaa niin sähköauton moottoriin kuin älypuhelimeen kymmenen kertaa nykyistä pidemmän aikaa.