Yhdysvaltain energiaministeriön alainen tutkimuslaitos on tehnyt mielenkiintoisen läpimurron akkutekniikassa. PNNL:n tutkijat (Pacific Northwest National Laboratory) Washingtonissa ovat kehittäneet huokoisen nanomateriaalin, joka voi kasvattaa LiIon-akkujen toiminta-aikaa jopa 30 prosenttia.
Tutkijat kehittivät piistä huokoisen, sienimäisen kerroksen jolla voitaisiin korvata akkujen grafiittipohjainen elektrodi. Ideaa on tutkittu jo pidempään, sillä piihin voidaan tallentaa energiaa noin 10 kertaa grafiittia enemmän.
Piin ongelma on tähän asti ollut se, että se turpoaa niin paljon, kun siihen kohdistetaan varaus. Silloin pii voi rikkoutua, joten se ei ole sopinut elektrodiksi. Piin tilavuus saattaa ladattaessa kasvaa jopa kolminkertaiseksi.
Nature COmmunications -lehdessä julkaistu idea perustuu piin sienimäiseen nanorakenteeseen. Siinä piillä on tilaa laajentua ilman, että rakenne katkeaa, joten ratkaisu sopii myös elektrodin toteutukseen.
Ladattavissa litiumioniakuissa on kaksi elektrodia. Positiivisesti varattu on valmistettu litiumista ja negatiivisesti varattu, joka on tyypillisesti valmistettu grafiitista. Kun grafiitti korvataan sienimäisellä piinanorakenteella, se voi laajentua rakennelman tyhjiin paikkoihin. Näin grafiitti voidaan korvata tehokkaammalla piillä negatiivisessa elektrodissa.
Seuraavaksi PNNL:n tutkijaryhmä aikoo valmistaa suuremman prototyypin. Tärkeä osa projektia on kehittää valmistusprosessi, jossa sienimäistä piimateriaalia voidaan valmistaa kohtuullisin kustannuksin.