JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Virtausakkuja on pitkään pidetty todennäköisenä ehdokkaana uusiutuvien energialähteiden tuottaman sähkön varastoinnille. Tähän asti sellaisia nesteitä, jotka voivat tuottaa sähkövirtaa on rajoittanut niistä saatavan energian määrä. Ne ovat myös vaatineet erittäin korkeita lämpötiloja tai erittäin myrkyllisiä tai kalliita kemikaaleja toimiakseen. Stanfordin tutkijoiden kehittämä uusi materiaalien yhdistelmä voi auttaa kehittämään akkuja, jotka pystyvät varastoimaan tuuli- tai aurinkoenergialla syntyviä suuria energiamääriä. Kehitystyön myötä uusi tekniikka voisi tuottaa energiaa sähköverkkoon nopeasti, kustannustehokkaasti ja tavanomaisissa lämpötiloissa.

Uudenlainen virtausakku sisältää nestemäisen metallin, joka kaksinkertaisti tavanomaisten virtausakkujen maksimijännitteen ja voisi johtaa uusiutuvan energian edulliseen varastointiin käyttäen maapallon runsaita materiaaleja.

Stanfordin tutkijat kokeilivat natriumia ja kaliumia, jotka sekoittuvat nestemäiseksi metalliksi huoneenlämmössä virratessaan elektronin luovuttajalle eli akun negatiiviselle puolelle. Teoreettisesti tällä nestemäisellä metallilla on vähintään kymmenen kertaa enemmän käytettävissä olevaa energiaa grammaa kohti kuin muissa virtausakkujen negatiivisen puolen virtauksissa. Nestemäisen metallin negatiivisen puolen käyttämiseksi ryhmä löysi myös sopivan kalium- ja alumiinioksidista tehdyn keraamisen kalvon.

Kyseiset kaksi edistystä yhdessä yli kaksinkertaistivat tavanomaisten virtausparistojen maksimijännitteen ja prototyyppi pysyi vakaana tuhansia tunteja.

Toinen kuuma aihe akkutekniikassa on täysin kiinteärakenteisen akun elektrodin ja elektrolyytin rajapinnan tutkiminen. Tokion teknisen yliopiston tutkijat ovat kiinnittäneet huomiota yhteen aiheen merkittävimmistä haitoista kehittämällä akkua, jolla olisi mahdollisimman pieni resistanssi elektrodin ja kiinteän elektrolyytin rajapinnalla.

Kehitetyillä akuilla on erinomaiset sähkökemialliset ominaisuudet, jotka ylittävät huomattavasti perinteisten ja olemassa olevien litiumakkujen ominaisuudet. Tämän ansiosta täyskiinteä akkuteknologia lupaa suorastaan mullistaa kannettavan elektroniikan.

Nykyisten kiinteäelektrodisten akkujen haittana on niiden elektrodin/kiinteän elektrolyyttirajapinnan liian korkea resistanssi. Tokion ja Tohoku-yliopiston tutkijat valmistivat täysin kiinteäelektrolyyttisen akun erittäin alhaisella rajapinnan resistanssilla Li (Ni0,5 Mn1,5) O4:n (LNMO) yhdisteistä. Akun rajapinnan resistanssiksi todettiin 7,6 Ωcm2, mikä on kaksi suuruusluokkaa pienempi kuin aiempien LMNO-pohjaisten täyskiinteiden akkujen ja jopa pienempi kuin neste-elektrolyyttisissä litiumioniakuissa, joissa käytetään LNMO:ta.

Tutkituissa akuissa esiintyi myös nopea varaus ja purku, sillä puolet akun kapasiteetista voidaan varata/purkaa vain yhden sekunnin kuluessa. Li (Ni 0,5 Mn1,5) O4 on myös lupaava materiaali akun energiatiheyden lisäämiseksi, koska se tuottaa korkeamman antojännitteen.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 16.8.2018

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

IoT-suunnittelusta demokraattisempaa – avoimen koodin korteilla ja yhteisöjen tuella

Avoimen koodin ohjelmistojen rinnalle ovat tulossa avoimen koodin laitteistot ja kortit. Niiden ja suunnittelijayhteisöjen avulla yhä useampi rakentelija voi saada IoT-suunnittelunsa valmiiksi tuotteeksi asti.

Lue lisää...
 
ETN_fi Langaton anturi kertoo betonin kosteuden https://t.co/QF085IazLJ @MatoEngineering @japikas @FinnBuild
ETN_fi Phoenix Contact ostaa kaksi saksalaista yritystä: SKS Kontakttechnik keskittyy sähkömekaniikkaan, Pulsotronic GmbH… https://t.co/AfQDWxGQ6x
ETN_fi First truly black solar modules roll off industrial production line @AaltoUniversity https://t.co/ym11lOA2lL
ETN_fi Telian toimitusjohtaja: 5G-datassa kokeillaan uusia hintamalleja https://t.co/we8ryxGl4D @teliafinland
 
 

ny template