Litiumioniakkujen edistysaskel: Tutkijat tekevät peliä muuttavan läpimurron

Tokion tiedeyliopistossa on löydetty uusi kemiallinen yhdiste, joka muistuttaa alkalikivistä löytyviä mineraaleja, mikä saattaa mullistaa sähköajoneuvojen solid-state-akut. Tämä pyrokloorityyppinen oksifluoridi, joka korvaa sulfidit elektrolyyttijohtimena, lupaa poikkeuksellisen johtavuuden jopa korkeissa lämpötiloissa.

Tokion tiedeyliopiston tutkijat ovat tunnistaneet pyrokloorityyppisen johtimen, joka ratkaisee merkittävän ongelman, joka vaikuttaa muihin yleisesti tutkittuihin tyyppeihin. Toisin kuin sulfidit, tämä uusi kaava ei tuota myrkyllistä rikkivetyä, kun se altistuu ilmankosteudelle, kuten ACS Publicationsin äskettäisessä tutkimuksessa Chemistry of Materials julkaistiin.

Ylivoimainen suorituskyky haastavissa olosuhteissa

Äskettäin kehitetyllä materiaalilla on korkeampi ioninjohtavuus ja parempi stabiilisuus ilmassa verrattuna aiemmin raportoituihin kiinteisiin oksidoituihin elektrolyytteihin. Nämä ominaisuudet tekevät siitä lupaavan komponentin täysin solid-state-litiumioniakuille, mikä voi tarjota suuremman energiatiheyden ja pienemmän palovaaran – tärkeimmät edut sähköautoteollisuudelle.

Solid-state-akut eroavat perinteisistä litiumioniakuista käyttämällä kiinteää elektrolyyttiä nestemäisen sijaan, mikä on ratkaisevan tärkeää ionien liikkumiselle anodin ja katodin välillä käytön aikana. Tokion tutkimusryhmä ja muut asiantuntijat uskovat, että nämä akut voivat mullistaa sähköautoteollisuuden.

Kehittyneet testit, mukaan lukien röntgendiffraktio, ovat vahvistaneet pyrokloorielektrolyytin paremman johtavuuden verrattuna tunnettuihin kiinteisiin oksideihin. Se osoittaa vankkaa suorituskykyä laajalla lämpötila-alueella 14–212 Fahrenheit-astetta, ylittäen tavalliset litiumioniakut, jotka on tyypillisesti optimoitu 32–140 Fahrenheit-astetta.

Vaikutus sähköautojen käyttöönottoon

Jos Tokion tiimin elektrolyytti integroidaan onnistuneesti sähköajoneuvojen akkuihin, se voi nopeuttaa puhtaampien ajoneuvojen käyttöönottoa. Kansainvälisen energiajärjestön mukaan sähköautojen maailmanlaajuinen myynti kasvoi 25 % vuoden ensimmäisellä neljänneksellä ja ylitti 3 miljoonaa kappaletta.

Sähköautojen omistajat hyötyvät taloudellisesti, ja he voivat saada jopa 7 500 dollaria verohelpotuksia ja säästää noin 1 500 dollaria vuodessa polttoaine- ja ylläpitokustannuksissa. Lisäksi sähköautot tuottavat huomattavasti vähemmän CO2-päästöjä ja vähentävät myrkyllisiä päästöjä bensiinikäyttöisiin ajoneuvoihin verrattuna, mikä tarjoaa ympäristö- ja kansanterveydellisiä etuja.

Tokion tutkijat suhtautuvat optimistisesti lisätutkimukseen ja tämän materiaalin mahdollisuuteen edistää akkuteknologiaa merkittävästi.