Viime vuosina litiumioniakut ovat nousseet elintärkeäksi teknologiaksi siirryttäessä kohti uusiutuvia energialähteitä ja sähköajoneuvoja. Jatkuvasti kasvava kysyntä tehokkaammille ja edullisemmille akuille on vauhdittanut merkittävää kehitystä alalla. Asiantuntijat ennustavat tänä vuonna useita läpimurtoja, jotka voisivat mullistaa litiumioniakkujen ominaisuudet.
Yksi merkittävä edistysaskel, jota on syytä seurata, on puolijohdeakkujen kehitys. Toisin kuin perinteiset litiumioniakut, jotka käyttävät nestemäisiä elektrolyyttejä, puolijohdeakuissa käytetään elektrolyytteinä kiinteitä materiaaleja tai keraamia. Tämä innovaatio ei ainoastaan lisää energiatiheyttä, mikä voi mahdollisesti pidentää sähköautojen toimintamatkaa, vaan myös lyhentää latausaikaa ja parantaa turvallisuutta minimoimalla tulipaloriskin. Tunnetut yritykset, kuten Quantumscape, keskittyvät puolijohdelitiummetalliakkuihin ja pyrkivät integroimaan ne ajoneuvoihin jo vuonna 2025[1].
Vaikka puolijohdeakut ovat lupaavia, tutkijat tutkivat myös vaihtoehtoisia kemikaaleja ratkaistakseen akkujen keskeisten materiaalien, kuten koboltin ja litiumin, saatavuuteen liittyviä huolenaiheita. Halvempien ja kestävämpien vaihtoehtojen etsintä vauhdittaa edelleen innovaatioita. Lisäksi akateemiset laitokset ja yritykset ympäri maailmaa työskentelevät ahkerasti parantaakseen akkujen suorituskykyä, lisätäkseen kapasiteettia, nopeuttaakseen latausnopeuksia ja alentaakseen valmistuskustannuksia[1].
Litiumioniakkujen optimointitoimet ulottuvat sähköajoneuvojen ulkopuolelle. Näille akuille on löytämässä sovelluksia verkkotason sähkön varastoinnissa, mikä mahdollistaa ajoittaisten uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinko- ja tuulienergian, paremman integroinnin. Hyödyntämällä litiumioniakkuja verkkovarastointiin uusiutuvan energian järjestelmien vakautta ja luotettavuutta parannetaan merkittävästi[1].
Lawrence Berkeleyn kansallislaboratorion tutkijat ovat äskettäin kehittäneet johtavan polymeeripinnoitteen, joka tunnetaan nimellä HOS-PFM. Tämä pinnoite mahdollistaa pidempikestoisten ja tehokkaampien litiumioniakkujen valmistuksen sähköajoneuvoissa. HOS-PFM johtaa samanaikaisesti sekä elektroneja että ioneja, mikä parantaa akun vakautta, lataus-/purkausnopeuksia ja kokonaiskäyttöikää. Se toimii myös liimana ja voi pidentää litiumioniakkujen keskimääräistä käyttöikää 10 vuodesta 15 vuoteen. Lisäksi pinnoite on osoittanut poikkeuksellisen hyvän suorituskyvyn pii- ja alumiinielektrodeille levitettynä, mikä vähentää niiden heikkenemistä ja ylläpitää korkeaa akun kapasiteettia useiden syklien ajan. Nämä löydökset lupaavat litiumioniakkujen energiatiheyden merkittävää kasvua, mikä tekee niistä edullisempia ja helpommin saatavilla sähköajoneuvoille [3].
Maailman pyrkiessä vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä ja siirtymään kestävään tulevaisuuteen, litiumioniakkuteknologian edistysaskeleilla on keskeinen rooli. Jatkuvat tutkimus- ja kehitystyöt vievät alaa eteenpäin ja tuovat meidät lähemmäksi tehokkaampia, edullisempia ja ympäristöystävällisempiä akkuratkaisuja. Läpimurtojen puolijohdeakuissa, vaihtoehtoisissa kemikaaleissa ja pinnoitteissa, kuten HOS-PFM:ssä, sähköajoneuvojen ja verkkotason energian varastoinnin laajamittaisen käyttöönoton mahdollisuudet ovat yhä todennäköisemmät.
Julkaisun aika: 25.7.2023
