Oxfordin yliopiston ja Tokion tiedeyliopiston tutkijat julkaisivat erilliset tutkimukset 17. joulukuuta, joissa kerrottiin akkumateriaalien edistymisestä. Tokion tiimi osoitti, että kovahiilielektrodeja käyttävät natrium-ioni-akut voivat ladata nopeammin kuin perinteiset litiumioniakut. Oxfordin tutkijat kehittivät elektrolyyttejä, jotka säilyttävät ioninjohtavuuden siirtyessään nestemäisestä kiinteään tilaan. Professori Shinichi Komaban tiimi Tokion tiedeyliopistossa käytti ”laimennettua elektrodimenetelmää” arvioidakseen kovahiilen latausrajoja. Tämä lähestymistapa sekoittaa kovahiilihiukkasia sähkökemiallisesti inaktiiviseen alumiinioksidiin, mikä estää ioniliikenneruuhkat tiheissä elektrodeissa nopean latauksen aikana. Syklinen voltammetria ja sähkökemiallinen analyysi paljastivat, että natriumionit kulkevat nopeammin kovan hiilen läpi kuin litiumionit. Näennäinen diffuusiokerroin, joka osoittaa ionien liikkuvuutta, osoittautui korkeammaksi natriumille useimmissa tapauksissa. ”Tuloksemme osoittavat kvantitatiivisesti, että HC-anodia käyttävän SIB:n latausnopeus voi saavuttaa nopeamman nopeuden kuin LIB:n”, Komaba sanoi. Tutkimuksessa havaittiin, että natrium vaatii pienempää aktivaatioenergiaa muodostaakseen pseudometalliklustereita kovahiilen nanohuokosissa. Tämä ominaisuus tekee natriumin lisäyksestä vähemmän herkkiä lämpötilalle. Tutkimus ilmestyi v Kemiallinen tiede. Oxfordin yliopistossa Paul McGonigal ja tohtoriopiskelija Juliet Barclay loivat syklopropeenipohjaisia elektrolyyttejä. Nämä materiaalit haastavat ajatuksen siitä, että ionien liikkuvuus laskee jyrkästi nesteiden kiinteytyessä. Tiimi suunnitteli kiekon muotoisia molekyylejä, joissa on taipuisat sivuketjut, jotka koostuvat itsestään pylväiksi jähmettyessään. Tämä järjestely levittää positiivisen varauksen litteän ytimen yli, välttäen negatiivisten ionien vangitsemisen ja säilyttäen ionivirtauksen läpäisevän rakenteen. ”Olemme osoittaneet, että on mahdollista suunnitella orgaanisia materiaaleja niin, että ionien liikkuvuus ei jäädy, kun materiaali jähmettyy”, Barclay sanoi. Tutkimuksen testit vahvistivat tasaisen johtavuuden neste-, nestekide- ja kiinteässä faasissa eri ionityypeille. Julkaistu vuonna TiedeTeos ilmestyi 17. joulukuuta. Tokion havainnot korostavat natrium-ioni-akkujen potentiaalia nopeampaan lataamiseen kovahiilisen anodien avulla. Oxford-elektrolyytit tarjoavat tien turvallisempiin akkuihin antamalla valmistajien lämmittää materiaalit nesteeksi kokoamista varten ja jäähdyttää ne sitten kiinteiksi aineiksi, mikä vähentää vuotojen ja tulipalon riskiä ja ylläpitää suorituskykyä.
Source: Oxford, Tokion tiedeyliopisto kehittää akkumateriaaleja
