Digitoday

Huima läpimurto akkutekniikassa - Kännykkään tulee ehkä yli tuplasti eloa

Julkaistu:

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

      Maapallon pyöriminen hidastuu – tutkijat arvioivat, että vuonna 2018 tapahtuu rajuja maanjäristyksiä

    2. 2

      Lentokone lähti rajuun nousuun kesken laskeutumisen Helsinki-Vantaalle – matkustajat hämmästyivät

    3. 3

      188-senttinen sairaanhoitajaopiskelija ei kelvannut muotialalle – sai tylyä palautetta vartalostaan: työskentelee nyt alusvaatemallina

    4. 4

      Trump pelasti maanmiehensä vankilalta Kiinassa – omaisen lausunto johti presidentin käsittämättömään ärähdykseen

    5. 5

      Tv-katsojat pöyristyivät: Mr. Lordi lipoi Laura Frimanin korvaa Tähdet, tähdet -lähetyksessä – ”Naisia ei nuolla luvatta”

    6. 6

      Rouvan alaston yövieras tuli isäntää vastaan kotipihalla – se letkautus naulautui taksikuskin mieleen pysyvästi

    7. 7

      Moni suomalainen pilaa salaattinsa – tärkeä yksityiskohta unohtuu usein

    8. 8

      Kenen Suomi-julkkiksen kanssa olet samanpituinen? Tarkista yli 150 nimen listasta

    9. 9

      Suomen suurlähetystön Matt Damon -jahti jatkuu – tempaus nousi uutiseksi Yhdysvalloissa: kaikki alkoi ilmoituksesta tolpassa

    10. 10

      Titanic-elokuvan poistettu kohtaus paljastaa elokuvan entistä surullisemman lopun – ”Harmi, että nämä leikattiin pois”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Rouvan alaston yövieras tuli isäntää vastaan kotipihalla – se letkautus naulautui taksikuskin mieleen pysyvästi

    2. 2

      Lentokone lähti rajuun nousuun kesken laskeutumisen Helsinki-Vantaalle – matkustajat hämmästyivät

    3. 3

      57-vuotias Matti ei ole seurustellut koskaan: ”Jos sattuisi tulemaan vastaan vähään tyytyväinen ihminen, en panisi vastaan”

    4. 4

      Korsut olivat jatkosodassa seksin peruskouluja – saksalaisten tekniikoita kadehdittiin

    5. 5

      Titanic-elokuvan poistettu kohtaus paljastaa elokuvan entistä surullisemman lopun – ”Harmi, että nämä leikattiin pois”

    6. 6

      Talo Thaimaassa ja citykämppä Espanjassa: Annika, 63, kertoo, miten Lahti vaihtui halpaan elämiseen auringossa

    7. 7

      Rallikatsojilta järjetöntä toimintaa Latvalan ja Rovanperän edessä – tällaista idioottimaisuutta ei ole ennen nähty

    8. 8

      Turkkilaisnaisen, 71, uskomattoman nuorekas ulkonäkö lyö ällikällä – kauneuden salaisuus kebab

    9. 9

      Moni suomalainen pilaa salaattinsa – tärkeä yksityiskohta unohtuu usein

    10. 10

      Miehestä alkoi suihkuta rajusti verta Ikean kassalla – terveyskeskus käännytti pois tutkimatta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Isänsä leikkipuistossa puukottama kolmi­vuotias kuoli – poliisi joutui pysäyttämään väkivallanteon voimakeinoin

    2. 2

      Rouvan alaston yövieras tuli isäntää vastaan kotipihalla – se letkautus naulautui taksikuskin mieleen pysyvästi

    3. 3

      Yleisö häkeltyi: Sihteeri Katja kertoi seksielämästään tv-ruudussa – paukautti totuuden Napakympissä

    4. 4

      Karu ruumiinavaus julki: vuosikymmeniä steroideja käyttäneen kehonrakentajan sydän oli kasvanut luonnottomaksi

    5. 5

      Kahden viikon päästä ei enää selviä sakoilla – huolimatonta autoilijaa uhkaa vähintään tonnin lisävero

    6. 6

      Frederik palasi matkoilta kotiin ja purskahti itkuun – avovaimo oli pakannut tavaransa ja lähtenyt

    7. 7

      Porvoon puukotusmurhasta epäillyn veli varoitti surmatun 3-vuotiaan äitiä: Vaihda lukot

    8. 8

      Mitä sinä näet kuvassa? 1800-luvulla maalattu teos häkellyttää – naisen kädessä on tutunnäköinen esine

    9. 9

      Juho muutti Puolaan töihin palvelemaan suomalaisia – ”Muistan yllättyneeni katsoessani ensimmäistä palkkakuittia”

    10. 10

      6 asiaa, jotka tapahtuvat, kun lakkaat juomasta maitoa

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Maapallon pyöriminen hidastuu – tutkijat arvioivat, että vuonna 2018 tapahtuu rajuja maanjäristyksiä

    2. 2

      Lentokone lähti rajuun nousuun kesken laskeutumisen Helsinki-Vantaalle – matkustajat hämmästyivät

    3. 3

      188-senttinen sairaanhoitajaopiskelija ei kelvannut muotialalle – sai tylyä palautetta vartalostaan: työskentelee nyt alusvaatemallina

    4. 4

      Trump pelasti maanmiehensä vankilalta Kiinassa – omaisen lausunto johti presidentin käsittämättömään ärähdykseen

    5. 5

      Tv-katsojat pöyristyivät: Mr. Lordi lipoi Laura Frimanin korvaa Tähdet, tähdet -lähetyksessä – ”Naisia ei nuolla luvatta”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Rouvan alaston yövieras tuli isäntää vastaan kotipihalla – se letkautus naulautui taksikuskin mieleen pysyvästi

    2. 2

      Lentokone lähti rajuun nousuun kesken laskeutumisen Helsinki-Vantaalle – matkustajat hämmästyivät

    3. 3

      57-vuotias Matti ei ole seurustellut koskaan: ”Jos sattuisi tulemaan vastaan vähään tyytyväinen ihminen, en panisi vastaan”

    4. 4

      Korsut olivat jatkosodassa seksin peruskouluja – saksalaisten tekniikoita kadehdittiin

    5. 5

      Titanic-elokuvan poistettu kohtaus paljastaa elokuvan entistä surullisemman lopun – ”Harmi, että nämä leikattiin pois”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Isänsä leikkipuistossa puukottama kolmi­vuotias kuoli – poliisi joutui pysäyttämään väkivallanteon voimakeinoin

    2. 2

      Rouvan alaston yövieras tuli isäntää vastaan kotipihalla – se letkautus naulautui taksikuskin mieleen pysyvästi

    3. 3

      Yleisö häkeltyi: Sihteeri Katja kertoi seksielämästään tv-ruudussa – paukautti totuuden Napakympissä

    4. 4

      Karu ruumiinavaus julki: vuosikymmeniä steroideja käyttäneen kehonrakentajan sydän oli kasvanut luonnottomaksi

    5. 5

      Kahden viikon päästä ei enää selviä sakoilla – huolimatonta autoilijaa uhkaa vähintään tonnin lisävero

    6. Näytä lisää