Digitoday

Valikko

Huima läpimurto akkutekniikassa - Kännykkään tulee ehkä yli tuplasti eloa

Stanfordin yliopiston tutkijat ovat saavuttaneet akkutekniikan "graalin maljan". Litium-anodi tuplaa keston nykyakkuihin verrattuna.
Kelpaisiko kaksi kertaa nykyistä pidempi akkukesto puhelimeesi? Akut ovat monella tavalla nykyisen tietotekniikan suurin ongelma. Melkein kaikki muut tavallisen älylaitteen tekniikoista ovat kehittyneet suurta vauhtia, mutta akkutekniikassa edistys on hidasta ja askeleet pieniä.

Valtaosa henkilökohtaisista tekniikkalaitteistamme ovat nykyisin akkukäyttöisiä. Melkein jokainen näistä käyttää litium-ioni-akkuja. Litium-ioni-akuissa litiumia käytetään elektrolyytissä.

Huomattavasti parempia tuloksia saataisiin, jos litiumia voitaisiin käyttää suoraan akun anodissa. Tätä litium-anodia on suorastaan pidetty akkutekniikan "Graalin maljana" ja sen perään on haikailtu jo pitkään.

Phys.org kertoo, että Stanfordin yliopiston tutkijat ovat parantaneet merkittävästi litium-anodi-akun tehokkuutta aiempiin yrityksiin verrattuna.

- Kaikista anodiksi kaavailluista materiaaleista litiumissa on suurin potentiaali, tutkimusryhmää johtanut professori Yi Cui kertoo.

Litium on kevyttä ja siinä on suuri energiatiheys. Litiumin käyttö anodissa tyypillisemmän grafiitin tai piin sijasta tarkoittaisi huomattavasti kevyempiä ja pienikokoisempia akkuja. Samaan tilaan voitaisiin siis pakata enemmän akkutehoa.

Litiumin käyttö anodina on kuitenkin ollut ongelmallista kahdesta tärkeästä syystä.

Kaikki anodit laajenevat latauksen aikana. Litium kuitenkin on erityisen herkkä tälle ongelmalle. Litiumista varustettu anodi muodostaa akkua ladatessa pintaansa ensin murtumia ja sitten alkaa kasvaa pieniä litiumkarvoja, jotka pitkiksi kasvaessaan lopulta oikosulkevat akun.

Lisäksi litium on reaktiivista akuissa käytettyjen elektrolyyttien kanssa. Litiumista valmistettu anodi siis kuluttaa kokoajan elektrolyyttiä ja laskee akkukestoa.

Yi Cuin johtama tiimi onnistui valmistamaan aiempaa paremman litium-anodin päällystämällä sen pienillä toisiinsa liitetyillä hiilikuvuilla, jotka ulkoisesti muistuttavat hunajakennoa.

Nanokuuliksi nimetyt hiilikuvut muodostavat taipuisan, tasaisen, ja elektrolyyttiin reagoimattoman suojakuoren anodin ympärille. Suojakuori laajenee anodin mukana, ja suojelee sitä pintavaurioilta.

Kuori on vain 20 nanometrin paksuinen. Vertaukseksi esimerkiksi ihmisen hiukset ovat keskimäärin 5000 kertaa paksumpia.

Uusi anodi on huomattavasti aiempia parempi, muttei vielä tarpeeksi hyvä kaupalliseen käyttöön.

Jotta akku kelpaa kaupalliseen käyttöön, sen anodista pitää saada purettua 99,9 prosenttia siitä litiumista, joka siihen on ladatessa varattu. Aiemmat litium-anodit ovat päässeet 96 prosentin tehokkuuteen.

Uudella litium-anodilla varustettu akku pääsi näin mitattuna 150 latauskerran jälkeen vielä 99 prosentin tehokkuuteen.

- Ero 99 prosentin ja 96 prosentin välillä on akkujen suhteen valtava. Vaikka emme vielä ole saavuttaneet 99,9 prosentin rajaa, olemme jo lähellä ja tämä on huomattava parannus mihinkään mitä on aiemmin nähty, Yi Cui kertoo.

Jatkamalla insinöörityötä ja kokeilemalla uusia elektrolyyttityyppejä saadaan Cuin mukaan litium-anodilla varustetusta akusta vielä oikeaan käyttöön kelpaava.

Kommentit

    Näytä lisää
    Kommentointi on päättynyt
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Yle: Presidentti Tarja Halosen ex-kumppani Kari Pekkonen on kuollut

    2. 2

      Teinityttö tahtoi tehdä poikaystävänsä mustasukkaiseksi – onko tämä jo liian huomionhakuista?

    3. 3

      Sebastian Vettel murjaisi Suomi-vitsin – yleisö remahti nauruun

    4. 4

      Kommentti: Hjalliksen ja Sipilän sauna­diili ei kestä moraalista päivänvaloa – Harkimo aneli paikkaa Veikkauksessa jo vuosi sitten

    5. 5

      Puhelimen hukkuminen pelasti Riikan ja Tiian Las Vegasin ryöstötilanteelta: ”Nyt korkkarit jalasta ja juostaan!”

    6. 6

      Kammottava taklaus järkyttää jalkapallomaailmaa – kuvat valioliigatähdestä rajua katsottavaa

    7. 7

      Ensi yönä siirrytään kesäaikaan – aiheuttaa ylimääräistä kiirettä ruotsinlaivoilla: ”Avomerellä voimme ajaa nopeammin”

    8. 8

      Tangokuningatar Heidi Pakarinen löysi vieraan naisen kotoaan – murtuu kyyneliin muistosta: ”Se oli kerrasta finito”

    9. 9

      ”Soita nimismiehelle, että tulee hakemaan nuo raatonsa pois” – Näin Pihtiputaan poliisisurmat etenivät 48 vuotta sitten

    10. 10

      IS seuraa: TPS hurjana kotonaan, Jyväskylässä kolme pikamaalia

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Pilvi Hämäläiselle kävi hillitön asumoka – saapui Jussi-gaalaan Aina Inkerin polvisukissa: ”En muistanut, että mulla on halkio”

    2. 2

      Tangokuningatar Heidi Pakarinen löysi vieraan naisen kotoaan – murtuu kyyneliin muistosta: ”Se oli kerrasta finito”

    3. 3

      Kokki Henri Alénin vakavahenkinen addiktio kävi ravintolalle kalliiksi

    4. 4

      Narisija valitti 5 pennin virheestä – 44 vuotta taloyhtiöiden hallituksissa istunut Eila iski takaisin

    5. 5

      Erikoinen ilmiö Haloo Helsingin keikalla Tallinnassa – suomalaiset innostuivat erosta Suomen ja Viron lainsäädännössä

    6. 6

      Mikael Gabrielin Playboy-rakas saapui Jussi-gaalaan kurveja korostavassa glittermekossa – antava kaula-aukko ylsi napaan asti

    7. 7

      Tiesitkö, missä lentäjät nukkuvat lennoilla?

    8. 8

      Sebastian Vettel murjaisi Suomi-vitsin – yleisö remahti nauruun

    9. 9

      Nainen laittoi hulinaksi Prismassa – taltutettiin käsiraudoilla

    10. 10

      Kommentti: Trumpin bluffi paljastui nololla tavalla – voittamisen kuningas ratsastaa nyt tappiosta toiseen

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Pesukoneen takaa tuli hirveä haju – huoltomiehen löytö kertoo karua kieltä suomalaisten uusavuttomuudesta

    2. 2

      11 kyytä köllötteli rinteessä – asiantuntija kertoo, kuinka käärmeistä pääsee eroon: ”Se ei tule ikinä takaisin”

    3. 3

      Uusi ennuste: Poikkeuksellinen lämpöaalto vyöryy Suomeen – keskimäärin vain noin kolme kertaa sadassa vuodessa

    4. 4

      Rovaniemen junan lähtö viivästyi yllättäen – konduktööriltä kylmäävä kuulutus: ”Junassa on vakava henkeä uhkaava tilanne”

    5. 5

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    6. 6

      Teinityttö tervehti tuntematonta miestä koulumatkalla – siitä käynnistyi painajainen

    7. 7

      Suomen tunnetuin bordelli pyöri Riihimäellä – rattohotelli Bonanzan henkilökunnalla suora ohje lapsiperheiden varalle

    8. 8

      IS seurasi tapahtumien etenemistä: Terrori-isku parlamentin luona Lontoossa – 4 kuoli

    9. 9

      Teinityttö julkaisi hervottoman kuvaparin äidistään kostean illanvieton jälkeen – kiusallinen kuva villitsee somessa: ”Lauantai ja sunnuntai”

    10. 10

      Uusi kansantauti? ”Sairastuneita on Suomessa nyt noin 44 000, ja joka vuosi reilut 2000 sairastuu”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Yle: Presidentti Tarja Halosen ex-kumppani Kari Pekkonen on kuollut

    2. 2

      Teinityttö tahtoi tehdä poikaystävänsä mustasukkaiseksi – onko tämä jo liian huomionhakuista?

    3. 3

      Sebastian Vettel murjaisi Suomi-vitsin – yleisö remahti nauruun

    4. 4

      Kommentti: Hjalliksen ja Sipilän sauna­diili ei kestä moraalista päivänvaloa – Harkimo aneli paikkaa Veikkauksessa jo vuosi sitten

    5. 5

      Puhelimen hukkuminen pelasti Riikan ja Tiian Las Vegasin ryöstötilanteelta: ”Nyt korkkarit jalasta ja juostaan!”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Pilvi Hämäläiselle kävi hillitön asumoka – saapui Jussi-gaalaan Aina Inkerin polvisukissa: ”En muistanut, että mulla on halkio”

    2. 2

      Tangokuningatar Heidi Pakarinen löysi vieraan naisen kotoaan – murtuu kyyneliin muistosta: ”Se oli kerrasta finito”

    3. 3

      Kokki Henri Alénin vakavahenkinen addiktio kävi ravintolalle kalliiksi

    4. 4

      Narisija valitti 5 pennin virheestä – 44 vuotta taloyhtiöiden hallituksissa istunut Eila iski takaisin

    5. 5

      Erikoinen ilmiö Haloo Helsingin keikalla Tallinnassa – suomalaiset innostuivat erosta Suomen ja Viron lainsäädännössä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Pesukoneen takaa tuli hirveä haju – huoltomiehen löytö kertoo karua kieltä suomalaisten uusavuttomuudesta

    2. 2

      11 kyytä köllötteli rinteessä – asiantuntija kertoo, kuinka käärmeistä pääsee eroon: ”Se ei tule ikinä takaisin”

    3. 3

      Uusi ennuste: Poikkeuksellinen lämpöaalto vyöryy Suomeen – keskimäärin vain noin kolme kertaa sadassa vuodessa

    4. 4

      Rovaniemen junan lähtö viivästyi yllättäen – konduktööriltä kylmäävä kuulutus: ”Junassa on vakava henkeä uhkaava tilanne”

    5. 5

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    6. Näytä lisää