Alumiiniakut

Lähes kolmenkymmenen vuoden ajan etsimällä tapoja parantaa alumiini-ioniakkua on loppumassa. Stanfordin yliopiston tutkijat kehittivät ensimmäisen akun alumiinianodilla, joka pystyy nopeasti latautumaan, mutta on samalla edullinen ja kestävä.

Tutkijat vakuuttavat, että heidän aivoriiheestään voi tulla turvallinen vaihtoehto litium-ioniakkuille, joita käytetään nykyään kaikkialla, samoin kuin alkaliparistoille, jotka ovat ympäristölle haitallisia.

Ei ole tarpeetonta muistaa, että litium-ioni-akut syttyvät joskus. Kemian professori Hongji Dai on vakuuttunut siitä, että uusi akku ei syty, vaikka se olisi porattu läpi. Professor Day: n kollegat kuvasivat uusia paristoja "erittäin nopeiksi ladattaviksi alumiini-ion-paristoiksi".

Alumiini on alhaisten kustannustensa, paloturvallisuutensa ja merkittävän sähkövoimakkuutensa aikaansaamisen vuoksi herättänyt pitkään tutkijoiden huomion, mutta monien vuosien ajan on kuitenkin syntynyt kaupallisesti kannattava alumiini-ioniakku, joka pystyy tuottamaan riittävän jännitteen myös useiden lataus- ja purkausjaksojen jälkeen.

Tutkijoiden piti voittaa monia esteitä, mukaan lukien: katodimateriaalin rapistuminen, matala kennon purkausjännite (noin 0,55 volttia), kapasiteetin menetys ja riittämätön elinkaari (alle 100 sykliä), nopea tehohäviö (26: sta 85 prosenttiin 100: n jälkeen) sykliä).

Nyt tutkijat ovat ottaneet käyttöön korkean vakauden omaavan alumiinipariston, jossa he käyttivät alumiinia metallianodia pariksi kolmiulotteisen grafiittivaahdon katodin kanssa. Ennen tätä kokeiltiin monia erilaisia ​​katodin materiaaleja, ja grafiitin hyväksi tehty päätös todettiin vahingossa. Hongji Daya -ryhmän tutkijat ovat tunnistaneet useita grafiittimateriaalityyppejä, joiden tuottavuus on erittäin korkea.

Stanfordin yliopiston joukkue sijoitti kokeellisiin näytteisiinsä joustavaan polymeeripussiin alumiinianodin, grafiittikatodin ja turvallisen nestemäisen ionisen elektrolyytin, joka koostui pääasiassa suolaliuoksista.

Professori Dai ja hänen ryhmänsä nauhoittivat videon, jossa he osoittivat, että vaikka he poraavat kuoren, paristot jatkavat työskentelyään vielä jonkin aikaa eivätkä syty.

Uusien akkujen tärkeä etu on niiden erittäin nopea lataus. Tyypillisesti litiumioni-älypuhelimet latautuvat muutamassa tunnissa, kun taas uuden tekniikan prototyyppi osoittaa ennennäkemättömän latausnopeuden, jopa yhden minuutin.

Uusien akkujen kestävyys on erityisen silmiinpistävä. Akun käyttöikä on yli 7500 lataus- ja purkausjaksoa ilman virranhukkaa. Kirjoittajat kertovat, että tämä on ensimmäinen alumiini-ioni-akkujen malli, jolla on erittäin nopea lataus ja vakaus tuhansina jaksoina. Tyypillinen litium-ioniakku kestää vain 1000 jaksoa.

Alumiini-akun merkittävä ominaisuus on sen joustavuus. Akku voidaan taivuttaa, mikä osoittaa sen käytön mahdollisuuden joustavissa laitteissa. Lisäksi alumiini on paljon halvempaa kuin litium.

Näyttää lupaavalta käyttää näitä paristoja uusiutuvan energian varastointiin sen varaamiseksi myöhempää sähköverkkojen tarjoamista varten, koska uusimpien tutkijoiden mukaan alumiiniakku voidaan ladata kymmeniä tuhansia kertoja.

Vastoin massa käytettyjen elementtien AA ja AAA jännitettä 1,5 volttia, alumiini-ioniakku tuottaa noin 2 voltin jännitteen. Tämä on korkein indikaattori, jonka kukaan on saavuttanut alumiinilla, ja tulevaisuudessa indikaattoria parannetaan, uusien akkujen kehittäjät sanovat.

Energian varastointitiheys oli 40 W-tunnissa kiloa kohti, kun taas litiumioniakut tämä luku on 206 wattia kilolta. Katodimateriaalin parantaminen, professori Hongji Dai on varma, johtaa kuitenkin viime kädessä sekä jännitteen kasvuun että energian varastointitiheyden lisäämiseen alumiini-ionitekniikan paristoissa. Joka tapauksessa useita etuja litiumionitekniikkaan nähden on jo saavutettu. Tässä alhaiset kustannukset, yhdistettynä turvallisuuteen, nopeaan lataukseen, joustavuuteen ja pitkä käyttöikä.