Nanyangin teknillisen yliopiston (NTU) tutkijat Singaporessa ovat kehittäneet uudenlaisen litiumioniakun, joka voidaan ladata 70% lataukseen vain kahdessa minuutissa. Tämä jo sinällään on huima edistysaskel, mutta lisäksi akulle luvataan 20 vuoden elinikää.
Suurin sähkölaitteiden ongelma tällä haavaa ovat akut, ja siksi niiden kapasiteettia ja latausaikaa pyritään parantamaan monin tavoin. Kapasiteetin olennainen lisääminen, eli akkujen energiatiheyden kasvattaminen on osoittautunut hankalaksi, mutta sen sijaan nopeampi lataaminen näyttää siis olevan mahdollista jo nykyisin.
Erityisen merkittävää nopeasti latautuvat akut ovat sähköautoille, sillä aiemmin noin neljä tuntia kestävä lataus voitaisiin hoitaa nyt noin 15 minuutissa - siis kahvitauon aikana. Pitkiä ajomatkoja tehtäessä tämä olisi erittäin hyvä asia.
Nykyiset sähköautojen akut pitää myös uusia noin 500 lataussyklin päästä, koska silloin niiden teho on pudonnut liikaa. Singaporelaistutkijoiden akkutekniikalla lataussyklejä saadaan jopa 10 000, eli akuilla noin 20 kertaa pitempi elinikä.
Akut ovat perinteisiä litiumioniakkuja, joita on ollut markkinoilla jo vuodesta 1991 alkaen. Nyt kuitenkin niiden anodeissa (negatiivisissa navoissa) käytetään perinteisen grafiitin sijaan geelimäistä titaanidioksidia.
Juju on kuitenkin siinä, että kun normaalisti titaanidioksidi on pienenpieninä palluroina, NTU:n tutkijat onnistuivat tekemään palluroista nanoputkia, jotka ovat tuhat kertaa ihmisen hiusta ohuempia. Näin kemialliset reaktiot nopeutuvat, kun vaikuttava pinta-ala on valtavasti suurempi, ja tämä nopeuttaa esimerkiksi akun latautumista.
Nanoputkia sisältävä titaanidioksidigeeli tekee myös tarpeettomaksi nyt litiumioniakuissa yleisesti käytettävät lisäaineet, joilla elektrodit kiinnitetään anodiin. Ne vievät paitsi tilaa, niin myös heikentävät tehoa. Kun niistä päästään eroon, saadaan samankokoiseen uuteen akkuun myös pakattua lisää tehoa.
Tutkijaryhmää johtanut professori Chen Xiaodong sanoo, että nanoputkien tekeminen on itse asiassa helppoa. ”Titaanidioksidi ja natriumhydroksidi sekoitetaan keskenään ja niitä vatkataan tietyssä lämpötilassa. Geelin ottaminen mukaan akkujen valmistamiseen on helppoa.”
Natriumhydroksidi (NaOH), eli lipeä, ja titaanioksidi (TiO) ovat edullisia ja kaikkialla saatavissa olevia aineita. Titaanioksidia käytetään esimerkiksi aurinkorasvoissa ultraviolettivalon kulkua estämään.
Vaikka nyt tiedetään, että uutta geeliä on helppo tehdä, hankkeen takana on jo kolme vuotta tutkimusta. Markkinoille tekniikka saataneen kahdessa vuodessa.
Kuvassa ylhäällä professori Chen Xiaodong ja alhaalla tutkija Tang Yuxin (oikealla) ja tohtorikoulutettava Deng Jiyang kädessään uuden akun prototyyppejä.
Lähde: http://media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?news=809fbb2…