Uusi tutkimus osoittaa, että kierretyt hiilinanoputket voivat varastoida jopa kolminkertaisesti energiaa litiumioniakkuihin verrattuna. Tämä löytö voi mullistaa kevyiden ja turvallisten energianvarastointiratkaisujen, kuten lääketieteellisten implanttien ja anturiteknologian, kehityksen.

Kansainvälinen tutkijatiimi, johon kuuluu kaksi tutkijaa Marylandin yliopiston anturiteknologian tutkimuskeskuksesta (CAST), on osoittanut, että kierretyt hiilinanoputket voivat varastoida kolme kertaa enemmän energiaa massaa kohti kuin edistyneet litiumioniakut. Tämä läpimurto tuo hiilinanoputket varteenotettavaksi vaihtoehdoksi kevyille, kompakteille ja turvallisille energian varastointijärjestelmille.

Tulokset on julkaistu Nature Nanotechnology -tiedelehdessä. Tutkimusta johtivat Shigenori Utsumi Suwan tiedeyliopistosta (Japani), Katsumi Kaneko Shinshun yliopistosta (Japani) ja Sanjeev Kumar Ujjain CASTista. Ujjain aloitti projektin Shinshun yliopistossa ja jatkoi tutkimustaan siirryttyään Marylandin yliopistoon vuonna 2022.

Tutkijat keskittyivät yksiseinäisiin hiilinanoputkiin, jotka ovat kuin yhdestä atomikerroksesta tehtyjä hiilikuitupillejä. Hiilinanoputket ovat kevyitä, helppoja valmistaa ja jopa 100 kertaa vahvempia kuin teräs. Näiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ansiosta niiden käyttömahdollisuuksia tutkitaan esimerkiksi avaruushisseissä ja muissa futuristisissa teknologioissa.

Tutkimuksessa nanoputket koottiin "köysiksi", jotka valmistettiin kiertämällä kaupallisesti saatavilla olevia nanoputkia yhdeksi säikeeksi. Näitä köysiä päällystettiin erilaisilla aineilla, jotta niiden lujuus ja joustavuus paranivat.

Testitulokset osoittivat, että parhaat hiilinanoputkiköydet pystyivät varastoimaan energiaa 15 000 kertaa enemmän massayksikköä kohden kuin teräsjouset ja kolme kertaa enemmän kuin litiumioniakut. Energia pysyy tasaisesti käytettävissä lämpötilavälillä -60 °C – +100 °C, ja materiaalit ovat huomattavasti turvallisempia ihmiskeholle kuin akkujen kemialliset komponentit.