Energiatehokkuus ja turvallisuus kiinteäakuissa

Kanadassa tehdään merkittäviä edistysaskeleita litium-kiinteäakkuteknologian tutkimuksessa. Tutkijat ovat kohdanneet haasteita, jotka liittyvät keramisten elektrolyyttien ja elektrodien väliseen vastukseen, mikä heikentää akkujen tehokkuutta ja rajoittaa niiden energianluovutuskykyä.

Professorin George Demopoulosin johdolla McGill-yliopiston materiaalitekniikan tutkimusryhmä on tehnyt mielenkiintoisen löydön: poroista keraamista kalvoa, jossa on pieni määrä polymeerimateriaalia, käytetään hyödyksi litiumionien vapaan liikkumisen mahdollistamiseksi akussa. Tämä innovaatio eliminoi rajapinnoissa esiintyvän vastuksen ja parantaa huomattavasti akun suorituskykyä. Professorin mukaan tämä ei pelkästään kasvata akun tehoa, vaan myös varmistaa vakaan rajapinnan korkeassa jännitteessä, mikä on yksi teollisuuden tärkeimmistä tavoitteista.

Perinteiset litiumioniakut, joita käytetään sähköautoissa, perustuvat nestemäisiin elektrolyytteihin, jotka ovat erittäin syttyviä, mikä aiheuttaa turvallisuusriskejä. Ajan myötä nämä akut myös heikkenevät, mikä vaikuttaa niiden kantamaan ja suorituskykyyn. Kiinteäakkujen, joita kehittävät useat toimijat, kuten CATL sekä Factorial Energy yhteistyössä Mercedes-Benzin kanssa, odotetaan ratkaisevan nämä ongelmat ja ne nähdään alan merkittävänä tulevaisuuden ratkaisuna.

McGillin tutkijat uskovat, että litium-kiinteäakut voivat paitsi nostaa akkujen energiatehokkuutta, myös pidentää sähköajoneuvojen toimintamatkaa yhdellä latauksella. Näiden akkujen myötä turvallisuusparannukset, kuten ylikuumenemis- ja paloriski, vähenevät merkittävästi.

Kun kiinteät litiumakut kehittyvät käyttökelpoisiksi, ne voivat nopeuttaa maailmanlaajuista siirtymää sähköajoneuvoihin ja auttaa vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä sekä riippuvuutta fossiilisista polttoaineista. Senhao Wang, McGill-yliopiston materiaalitekniikan tohtorikoulutettava ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, toteaa: "Tämä löytö vie meitä lähemmäs seuraavan sukupolven turvallisten ja tehokkaiden sähköajoneuvojen akkujen kehittämistä." Vaikka matkaa on vielä paljon jäljellä ennen kuin tekniikka on valmis suureen tuotantoon, tutkimustulokset ovat lupaavia.