Georgia Institute of Technologyin tutkijaryhmä on kehittänyt edullisen rautakloridikatodin, joka voi merkittävästi alentaa litiumioniakkujen kustannuksia ja mullistaa sähköautojen ja suurten energianvarastointijärjestelmien markkinat. Innovaatio parantaa sekä suorituskykyä että kestävyyttä.
Monista tutkimuslaitoksista koostuva tutkimusryhmä, jota johtaa Georgia Techin professori Hailong Chen, on kehittänyt uuden kustannustehokkaan katodimateriaalin, joka voi merkittävästi parantaa litiumioniakkuja. Rautakloridi (FeCl3) on huomattavasti halvempi kuin perinteiset katodimateriaalit, mutta varastoi saman verran energiaa. Tämä voi alentaa sähköautojen valmistuskustannuksia ja siten niiden myyntihintoja, mikä tekisi niistä edullisempia kuluttajille.
Litiumioniakut otettiin ensimmäisen kerran kaupalliseen käyttöön 1990-luvun alussa, jolloin ne mullistivat henkilökohtaisen elektroniikan markkinat. Sähköautojen ja suurten energianvarastointijärjestelmien kohdalla niiden kustannukset ovat kuitenkin edelleen huomattavat, ja akut muodostavat noin 50 % sähköauton kokonaiskustannuksista. Chenin tiimin kehittämä katodi voi alentaa akkujen kustannuksia jopa 30-40 %.
Nykyisin litiumioniakut käyttävät nestemäisiä elektrolyyttejä energian varastoimiseen ja vapauttamiseen, mutta näillä akuilla on rajoituksia energian varastointikapasiteetin ja turvallisuuden suhteen. Ns. solid-state-akut, joissa käytetään kiinteitä elektrolyyttejä, voivat parantaa akun tehokkuutta, turvallisuutta ja energian varastointikykyä. Chenin ryhmän kehittämä rautakloridikatodi ja kiinteä elektrolyytti ovat merkittävä askel kohti tätä tulevaisuuden teknologiaa.
Rautakloridin käyttö katodimateriaalina alkoi vuonna 2019, kun Chenin laboratorio aloitti kiinteäelektrolyyttisten akkujen kehitystyön. Ensikokeissa FeCl3 osoitti yhtä hyvää tai parempaa suorituskykyä verrattuna nykyisiin, paljon kalliimpiin katodimateriaaleihin, kuten LiFePO4:ään (litiumrautafosfaatti).
Tämä teknologia voi olla kaupallisesti toteutettavissa viiden vuoden sisällä, ja tutkijat jatkavat kehitystyötään varmistaakseen materiaalien toimivuuden ja kaupallisen sovellettavuuden.