Litiumioniakku on hieno innovaatio, mutta käyttäjän kannalta myös raivostuttava, koska mobiilikäytössä sitä pitää edelleen ladata päivittäin. Nyt amerikkalaistutkijat ovat kehittäneet menetelmän, joka kasvattaa akun energia kymmenkertaiseksi nykyisiin verrattuna.
Asialla ovat Stanfordin yliopiston ja Yhdysvaltain energiaministeriön alainen SLAC-tutkimuslaitos. Ratkaisu on periaatteessa yksinkertainen: nykyiset anodit akuissa korvataan piianodilla.
Tämä kuulostaa helpolta, mutta on ollut erittäin haastavaa. Pii laajenee ladatessa kooltaan kolminkertaiseksi, sen jälkeen siihen muodostuu railoja ja se hajoaa. Piianodi myös reagoi akun elektrolyytin kanssa niin, että se pintaan muodostuu suorituskykyä alentava pinnoitus.
Ongelman ratkaisee se, että anodin jokaisen piihiukkanen anodissa päällytettiin nikkelillä, jonka päälle kasvatettiin muutaman atomin paksuinen grafeenikerros. Viimeisessä vaiheessa nikkeli etsataan pois, jolloin anodin piipartikkelille jää juuri oikean kokoinen grafeenihäkki laajentumiseen ja supiustumiseen.
Grafeenihäkki on ensimmäinen tällainen rakenne, jonka kanssa anodi toimii tehokkaasti. Grefaanin kanssa reaktiot voivat tapahtua suht ahaisissa lämpötiloissa, mikä mahdollistaa akun turvallisen toiminnan. Ennen kaikkea menetelmä mahdollistaa kapasiteetiltaan selvästi nykyisiä tehokkaammat pienikokoiset litiumioniakut.
Seuraavassa vaiheessa tutkijat aikovat hienosäätää prosessiaan niin, että pystytään valmistamaan riittävän suuria määriä ”häkitettyjä” piipartikkeleita. Tämä mahdollistaa testattavien akkujen valmistamisen.
SLAC:n sivuilla näkyy video, jossa grafeenilla päällystetty piipartikkeli laajenee latautuessaan.