Yhteystiedot

Ammattilehti.fi
Vironkatu 9, 00170 Helsinki
www.ammattilehti.fi

Janne Jokela
janne.jokela@ammattilehti.fi
050 412 9030

Taneli Jokela
taneli.jokela@ammattilehti.fi
050 320 8174

Tero Lahtinen
tero.lahtinen@ammattilehti.fi
050 464 7972

Satunnaiset kuvat

Luontoa matkiva pinnoite tekee akuista kestävämpiä ja tehokkaampia

29.06.2020 11:11

lieg_1_10kx.jpg

Aalto-yliopiston tutkijat onnistuivat ensimmäisinä maailmassa hyödyntämään hiilidioksidia akkua suojaavan pinnoitteen valmistuksessa. Tulevaisuudessa pinnoite voisi moninkertaistaa akkujen keston ja mahdollistaa uusien, tehokkaampien materiaalien käytön.

(kuva: Kuvassa hiilinanoputkia päällystettynä hiilidioksidin avulla tehdyllä pinnoitteella.)

Kun akkuja ladataan ja käytetään, niihin muodostuu monimutkainen SEI-kerros (solid electrolyte interphase). Sen rakenne muistuttaa useista palikoista koottua mosaiikkia, jossa on orgaanisia ja epäorgaanisia osia.

Tutkijat ovat huomanneet, että jos akun elektrodin pinnalle tehdään atomikasvatuksella keinotekoinen kerros, akkuja voi ladata ja käyttää pidempään. Varsinainen elektrodimateriaali säästyy, kun erikseen lisätty kerros reagoi ja muodostaa suojaavan SEIn. Keinotekoisesti tuotetun SEIn pinta on myös tasaisempi ja laadukkaampi kuin luonnollisesti syntyvän.

Atomikerroskasvatuksessa on käytetty epäorgaanisia materiaaleja eli materiaaleja, jotka eivät sisällä hiiltä. Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat ensimmäisinä maailmassa onnistuneet valmistamaan pinnoitteen hyödyntäen molekyylikerroskasvatuksessa hiilidioksidia.

”Teemme täysin luonnollista SEI-kerrosta matkivan pinnoitteen, joka toivottavasti suojaa varsinaista elektrodimateriaalia”, kertoo tohtorikoulutettava Juho Heiska.

Akun kestävyyden lisäämisen lisäksi keinotekoinen SEI voi mahdollistaa myös uusien, tehokkaampien elektrodimateriaalien käytön. Akku koostuu aina kahdesta elektrodista, joilla molemmilla on omat ominaisuudet, jotka vaikuttavat akun suorituskykyyn.

”Lottovoitto olisi, jos akuissa pystyisi käyttämään metallista litiumia. Jos puhdasta litiummetallia pystyisi käyttämään turvallisesti, se nostaisi akkujen kapasiteettia huomattavasti. Keinotekoisen SEIn avulla tämä voisi onnistua”, Juho Heiska sanoo. Metallinen litium voi sytyttää akun palamaan, jos se joutuu kosketuksiin veden tai ilman kanssa. Siksi sen hyödyntäminen akuissa on haastavaa.

Akkujen käyttö lisääntyy yhteiskunnassa vauhdilla esimerkiksi sähköautojen yleistymisen myötä. Siksi kestävyyden ja tehon parantaminen ovat tärkeitä ympäristön kannalta.

”Metallien louhiminen on tällä hetkellä liian halpaa, joten yrityksillä ei ole motivaatiota valmistaa tuotteita, joiden elinikä olisi pidempi kuin nykyisin. Eikä kuluttajilla ole kiinnostusta maksaa akuista enempää kuin nykyisin”, Juho Heiska toteaa.

Tutkimuksessa onnistuttiin rakentamaan orgaaninen osa SEItä. Seuraavaksi tutkijat testaavat, miten nyt kehitetty keinotekoinen pinnoite suojaa akkua.

Artikkeli on julkaistu Nanoscale Advances -lehdessä toukokuussa 2020.

26.06.2020 23:33KATSO 26.6. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! - mahtava paketti alan tuoreimpia kuulumisia
03.07.2020 23:00KATSO 3.7. LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! - mahtava paketti alan tuoreimpia kuulumisia
02.07.2020 11:00Vuoden 2019 teollisuustuotannon arvo 93 miljardia euroa
01.07.2020 11:11Suurten yritysten liikevaihto kasvoi toukokuussa edelliskuukaudesta, mutta laski vuodentakaisesta
29.06.2020 11:11Luontoa matkiva pinnoite tekee akuista kestävämpiä ja tehokkaampia
27.06.2020 13:11Suomen lentokenttien matkustajamäärä väheni 98 prosenttia toukokuussa 2020
25.06.2020 11:00Change on the Executive Board of Management of Bosch Rexroth AG
24.06.2020 12:22LSK täyttää 90 vuotta - uudistaen samalla brändi-ilmeensä
23.06.2020 9:12Väitös: Suomen rannikolla saatetaan havaita ukkosrintamien aiheuttamia säätsunameja
22.06.2020 12:22Euroopan maiden kuluttajahinnoissa isoja eroja vuonna 2019

Siirry arkistoon »