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

      Oaklandin tulipalossa kuolleen suomalaisen Hannan isä: ”Suru on ihan järjetön”

    2. 2

      Jonna Tervomaan nännikohu ja Ilkka Kanervan taintuminen – Linnan juhlien 5 erikoisinta hetkeä vuosien varrelta

    3. 3

      Kuvat ja video rajusta välikohtauksesta: Vastarintaliikkeen mielenosoittajaa lyötiin – poliisi taltutti hyökkääjän

    4. 4

      Pelaa Suomi-visaa: Vain suomalainen tietää vastauksen näihin 40 kysymykseen

    5. 5

      Suora lähetys juuri nyt – IS seuraa Linnan juhlia hetki hetkeltä: Presidenttipari vilkutti ylioppilaille

    6. 6

      Simon Cowell tukee Saara Aaltoa: ”Ulkomaalaisen voitto osoittaisi, että show ja yleisö ovat suvaitsevaisia”

    7. 7

      IS:n lukijat äänestivät: Hän on Linnan juhlien kaikkien aikojen kuningatar

    8. 8

      Töölöntorille kokoontunut reilut 200 ihmistä, ratsupoliisit saattoivat Vastarintaliikettä – IS seuraa hetki hetkeltä

    9. 9

      Linnaan menevä 95-vuotias sotaveteraani: Suomalaiset eivät osaa tehdä enää edes riukuaitaa

    10. 10

      Anni Sinnemäki sokeerasi t-paidassa, Hjallis talloi Leena Harkimon mekolle – Muistatko nämä kohut vuoden 2000 Linnan juhlista?

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Neljä jättihittiä! Tällainen oli Saara Aallon Senaatintorin show – vitsaili Suomen kylmästä säästä

    2. 2

      Thaimaan-lento yli 21 tuntia myöhässä – Huhut liikkuvat hermostuneiden matkustajien kesken

    3. 3

      Muistatko nämä? Linnan juhlien ikimuistoisimmat tyylit vuodesta 1960

    4. 4

      Saara Aalto esiintyy Senaatintorilla

    5. 5

      Salainen sähköposti Johaugista paljastui: Norjan hiihtoliiton työntekijät käskettiin hiljaiseksi

    6. 6

      Cheryl, 3, siepattiin uimarannalta 46 vuotta sitten – Australian poliisi uskoo tehneensä merkittävän läpimurron tapauksen tutkinnassa

    7. 7

      Brittimedia hehkuttaa Saara Aallon Helsingin-keikkaa: ”Eeppinen kotiinpaluu!”

    8. 8

      Juuso-karhun isäntä Sulo, 75, sai kutsun Linnan juhliin – näin hän kertoi asiasta karhulle

    9. 9

      Erja-vaimon reaktio Toni Vilanderin Ferrarin kyydissä on näkemisen arvoinen – ”Tän jälkeen sä et aja enää yhtään kisaa!”

    10. 10

      Kansanedustaja Sanna Marin, 31, astelee tyrmäävänä Linnaan – esittelee iltapukunsa upeissa kuvissa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    4. 4

      Raakel Lignellin raju painonpudotus ja tiukka ruokavalio johtivat pysyviin terveysongelmiin: ”Riistäytyi vähän käsistä”

    5. 5

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    6. 6

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    7. 7

      Todelliset syyt, joiden vuoksi naiset voihkivat seksin aikana

    8. 8

      Nainen teki ”pettämistestin” poikaystävälleen – lopputulos ei ilahduttanut, videolla jo 6 miljoonaa katselukertaa

    9. 9

      Aleksi Valavuori julkaisi matkakuvan Los Angelesista: maisemaotos paljastuikin Ikean sisustustauluksi – some repesi

    10. 10

      Eija, 32, huomasi vauvansa olevan erilainen – elämä muuttui pikkuhiljaa painajaiseksi

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Oaklandin tulipalossa kuolleen suomalaisen Hannan isä: ”Suru on ihan järjetön”

    2. 2

      Jonna Tervomaan nännikohu ja Ilkka Kanervan taintuminen – Linnan juhlien 5 erikoisinta hetkeä vuosien varrelta

    3. 3

      Kuvat ja video rajusta välikohtauksesta: Vastarintaliikkeen mielenosoittajaa lyötiin – poliisi taltutti hyökkääjän

    4. 4

      Pelaa Suomi-visaa: Vain suomalainen tietää vastauksen näihin 40 kysymykseen

    5. 5

      Suora lähetys juuri nyt – IS seuraa Linnan juhlia hetki hetkeltä: Presidenttipari vilkutti ylioppilaille

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Neljä jättihittiä! Tällainen oli Saara Aallon Senaatintorin show – vitsaili Suomen kylmästä säästä

    2. 2

      Thaimaan-lento yli 21 tuntia myöhässä – Huhut liikkuvat hermostuneiden matkustajien kesken

    3. 3

      Muistatko nämä? Linnan juhlien ikimuistoisimmat tyylit vuodesta 1960

    4. 4

      Saara Aalto esiintyy Senaatintorilla

    5. 5

      Salainen sähköposti Johaugista paljastui: Norjan hiihtoliiton työntekijät käskettiin hiljaiseksi

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    4. 4

      Raakel Lignellin raju painonpudotus ja tiukka ruokavalio johtivat pysyviin terveysongelmiin: ”Riistäytyi vähän käsistä”

    5. 5

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    6. Näytä lisää