Eteläkorealaiset tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen akun anodimateriaalin, joka yhdistää nopean latauksen, suuren energiatiheyden ja pitkän käyttöiän – läpimurto voi mullistaa sähköautojen ja energiavarastojen markkinat.
Akkuteknologian kehityksen suurimpia haasteita ovat olleet hidas latausnopeus ja rajoitettu energiatiheys. Nyt POSTECHin (Pohang University of Science and Technology) ja Korean energiatutkimuslaitoksen (KIER) tutkijat ovat ratkaisseet näitä ongelmia yhdistämällä alle 10 nanometrin kokoisia tinahiukkasia (Sn) kovahiilirakenteeseen, luoden uudenlaisen anodimateriaalin litium- ja natriumioniakkuihin.
Tavanomainen anodimateriaali, grafiitti, on vakaata mutta rajallista suorituskyvyltään. Kovahiili mahdollistaa nopean ionien liikkeen, mutta tinananohiukkasten lisääminen tuo siihen uuden ulottuvuuden. Ne toimivat sekä aktiivisina materiaalina että katalyyttinä, joka parantaa hiilen kiteytymistä ja varauskapasiteettia. Näin syntyy rakenne, joka yhdistää mekaanisen vakauden, nopean ionikulun ja korkean energiatiheyden.
- Pystyimme yhdistämään suuren tehon, korkean energiatiheyden ja pitkän käyttöiän yhteen anodiin. Se on harvinaista, sanoo professori Soojin Park POSTECHista.
Tutkimuksessa kehitetty HCSN700-anodi säilytti suorituskykynsä yli 1500 syklissä jopa 20 minuutin pikalatauksella. Lisäksi se saavutti 50 prosenttia korkeamman energiatiheyden kuin perinteiset grafiittianodit. Erityisen merkittävää on, että rakenne toimii tehokkaasti myös natriumioniakuissa, joissa monet muut materiaalit eivät toimi.
Tutkimus on julkaistu kansainvälisessä ACS Nano -lehdessä ja sitä rahoittivat Korean teollisuus- ja tiedeministeriöt. Tutkimuksen toteuttivat POSTECHin ja KIERin asiantuntijat yhteistyössä Ulsanin, Seongnamin ja Doosanin tutkimuskeskusten kanssa.
