Taas uusi akkukeksintö jopa mullistava sellainen

3 kommenttia

Uutinen
Saksassa rakennettiin totaalisen ihmeellinen litiumakku – 560 Wh/kg, varaushyötysuhde 99,94 %, 4000 lataussyklin kesto
Tuomas Kangasniemi10.9.202121:19TIEDEAKKUTEKNOLOGIAENERGIA
Uusi litiummetalliakku on vasta laboratorioasteella, mutta todella rakennettu – ei pelkkä teoreettinen ennuste.

Akkututkijat työssään. Kuva keksinnön tehneen Stefano Passerinin laboratoriosta. AMADEUS BRAMSIEPE / KARLSRUHEN TEKNILLINEN INSTITUUTTI

Sähkökemistit Saksasta ovat rakentaneet litiummetalliakun, jonka suoritusarvot huimaavat päätä. Elokuussa julkaistussa tieteellisessä raportissaan Stefano Passerinin johtama ryhmä kertoo akun energiatiheydeksi 560 wattituntia kilogrammaa kohti.

Raportin mukaan tällä luvulla akku päihittää kaikki aiemmin tunnetut neste-elektrolyyttiset litiumionitekniikkaan perustuvat akut. Uusi akku on vasta laboratorioasteella, mutta todella rakennettu – ei pelkkä teoreettinen ennuste.

Energiatiheys on ilmoitettu kennomateriaalien mukaan. Niinpä kuoret, jotka väistämättä ympäröisivät mahdollista kaupallista akkua, eivät sisälly lukuun.

Lataamista ja purkamista Passerinin ryhmän akku kestää erittäin hyvin, sillä tuhannen syklin jälkeen akun kapasiteetista oli jäljellä 88 prosenttia. Tieteellisessä artikkelissaan tutkijat kuvailevat tätä tulosta ”ilmiömäiseksi”.

Jos 88 prosentin lukua voidaan ekstrapoloida lineaarisesti eteenpäin, akku olisi taantunut 50 prosentin tasolle vasta noin 4000 syklin jälkeen.

Haluatko Tekniikka&Talouden kiinnostavimmat artikkelit koostettuna sähköpostiisi joka päivä? Tilaa tästä linkistä ilmainen uutiskirjeemme
Yhden syklin varaushyötysuhde (engl. coulombic efficiency) on tutkijoiden mukaan keskimäärin 99,94 prosenttia, eli akku palauttaa käyttäjälle tämän osuuden sähkövarausta siihen ladatusta sadasta prosentista.

Varaushyötysuhdetta ei kuitenkaan pidä sekoittaa energiahyötysuhteeseen, sillä energiaan vaikuttaa sähkövarauksen lisäksi jännite. Akun energiahyötysuhde on aina alempi kuin varaushyötysuhde: siinä missä 99 % energiahyötysuhde olisi ilmiömäinen, 99 % varaushyötysuhde on vain välttävä.

99,94 prosentin lukua tutkijat kuvailevat kuitenkin ”erinomaiseksi”.

Lehdistötiedotteen ja tieteellisen raportin mukaan akun hyvät ominaisuudet johtuvat yhdistelmästä useita ominaisuuksia. Ensiksikin litiummetalliakut ovat kevyempiä kuin litiumioniakut, sillä anodina on paljas metalli.

Toiseksi, Passerinin ryhmän käyttämät litiumnikkelioksidikatodit tunnetaan tehokkaina. Tavallisesti niitä on kuitenkin vaivannut heikko lataamisen ja purkamisen kesto, sillä elektrodiin alkaa muodostua halkeamia litium- ja nikkeli-ionien vaihtaessa paikkaa keskenään. Tämän ongelman saksalaistutkijat ratkaisivat ionisiin nesteisiin pohjautuvalla hyvin inertillä elektrolyytillä.

Ioniset nesteet tarkoittavat huoneenlämpötilassa sulia suoloja.

Akun anodit olivat 50 mikrometrin paksuiset eli puolet kopiopaperia ohuemmat litiummetallikalvot. Katodimateriaalin likimääräinen kaava on Li₁₀₀Ni₈₈Co₉Mn₃O₂₀₀. Elektrolyytti oli puolestaan seos N-butyyli-N-metyylipyrrolidinium-bis(fluorosulfonyyli)imidiä ja litiumtriflaattia molekyylisuhteessa 80:20.

Bisfluorosulfonyyli-imidi- ja triflaattianionit ovat rakenteellisesti läheistä sukua toisilleen, sillä ensiksi mainitun suoraan rikkiin kiinnittyvät fluoriatomit on korvattu triflaatti-ionissa trifluorimetyyliryhmillä.

Tieteellisen artikkelin ensimmäisenä kirjoittajana, joka tyypillisesti tarkoittaa suurinta vastuuta käytännön työstä, mainitaan Fanglin Wu. Tulokset on julkaistu Joule-lehdessä, ja ne ovat vapaasti luettavissa.

https://www.tekniikkatalous.fi/uutiset/tt/3042ad0c-978c-411a-98c3-8718268501e3?ref=ampparit:1dbf

  
  • Jälleen mullistava akku: latautuu 90 sekunnissa

    Autoteollisuuden laite- ja järjestelmätoimittaja Mahle on esitellyt akkukonseptin, joka lupaa mullistaa pienten sähköautojen lataamisen. Litiumhiiliakun lataaminen onnistuu vain 90 sekunnissa. Konseptiakku ei ainakaan vielä sovi normaalikokoisten sähköajoneuvojen voimanlähteeksi.

    Mahle sanoo yhdistäneensä ihmeakussaan superkondensaattorien ja litiumioniakkujen idean. Nopean lataamisen lisäksi akun energiatiheys on suuri, eikä sen lataaminen aiheuta suurta lämmönnousua.

    Konspeti on lisäksi ympäristöystävällinen, sillä se ei vaadi harvinaisten raaka-aineiden louhintaa. Koko akku on täysin kierrätettävä.

    Ihmeakku esiteltiin Aachenin kestävän liikkumisen konferenssissa Saksassa.

    https://etn.fi/index.php/13-news/12683-jaelleen-mullistava-akku-latautuu-90-sekunnissa

      
  • Akkutekniikka kehittyy tosiaan huimaa tahtia.

    Ensivuonna myyntiin tuleva australialaisen GMG:n alumiini-ioniakku latautuu 60 kertaa nopeammin kuin litiumioniakku, eikä akku edes kuumene paljon.
    Litiumionilla on vain yksi elektroni ja alumiini-ionilla kolme, joten energian määrä lienee kolminkertainen.

    Ekologista ja halpaa suola-akkuakaan ei pidä vielä haudata.

      
  • Jotenkin tämä muistuttaa 1990 lukua kun ostin pojalleni tiukassa rahatilanteessa tietokoneen. Kone vanheni arvottomaksi nopeammin kuin maksoin sitä ja pitikin ostaa jo uusi.

      1
Kirjaudu kommentoidaksesi.

Kommentoiduimmat artikkelit