Tiede

Neljä keinoa kehittää lupaavia akkuja

1 Litiumin tilalla käytetään jotain toista metallia.

1 Litiumin tilalla käytetään jotain toista metallia.

Esimerkiksi alumiinin käyttöä akuissa tutkitaan paljon. Vaikka alumiini on raskaampaa kuin litium, sillä on etunsa.

Kun litium mahdollistaa yhden varauksen atomia kohden, alumiini mahdollistaa kolme. Samaan tilaan saataisiin siis kolminkertainen kapasiteetti. Tällainen akku tosin painaisi enemmän kuin vastaava litiumioniakku.

2 Litiumioniakun elektrodien materiaaleja kehitetään.

Ne voisivat varastoida enemmän varauksia painoa kohti. Lupaavimpia ja tutkituimpia negatiivisen elektrodin materiaaleja on pii.

Uusissa materiaaleissa on kuitenkin pulmansa. Ne laajenevat paljon, kun niihin varastoidaan litiumionit elektroneineen ja ne supistuvat, kun varausta puretaan. Ne myös hajoavat helposti.

Elektrodien hajoamista on pyritty estämään päällystämällä piitä esimerkiksi grafeenilla tai litiumilla. Se kuitenkin heikentää hyötysuhdetta.

Piin atomien väliin voidaan kehittää sidosaineita, jotka pitävät piikerroksen kasassa. Myös tutkitaan, voisiko positiivisessa elektrodissa yleisen koboltin korvata nikkelillä ja mangaanilla. Ensimmäiset näistä keksinnöistä ovat jo markkinoilla, mutta suurta kehitysloikkaa ei ole tehty.

Näissä vaihtoehdoissa suuri ongelma on se, että akut eivät kestä tarpeeksi montaa latausta. Monesti osoitetaan, että akku kestää 20 latausta, kun sen pitäisi kestää satoja.

3 Akkujen nykyinen ja myrkyllinen orgaaninen neste korvataan kiin­teällä aineella, jossa ­ionit liikkuisivat.

Se voitaisiin pakata tiiviimmin. Tällöin ei tarvitse pelätä elektrodien oikosulkua. Tämä teknologia tulee luultavasti ensimmäiseksi autojen akkuihin. Toyota arvioi, että se on käytössä vuonna 2020.

4 Litiumilma-akku olisi tulevaisuuden ratkaisu. Siinä toisena elektrodina toimisi ilma.

Toista elektrodia ei näin tarvitsisi pakata kokonaan akun sisälle. Se tekisi akusta huomattavasti kevyemmän. Akun energiatiheys paranisi jopa kymmenen prosenttia verrattuna nykyisiin akkuihin.

Litiumilma-akkua on kehitetty kymmeniä vuosia. Toyota arvioi saavansa niitä käyttöön 2030-luvulla.

HS Digistä löydät Hesarin juttuarkiston helmet
Saat tilaajana kokeilla HS Digiä maksutta
Tilaajille
Haluatko lukea koko artikkelin?

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Autokoulunopettaja näytti, miten vaihteita vaihdetaan – Miksi tuntuu paremmalta olla hiljaa ahdistelusta?

    2. 2

      Sairaanhoitaja Paula Vuotila, 61, eli 30 vuotta ”koulutetun eliittielämää” – sitten hän ajautui asumaan rappukäytävissä

    3. 3

      Kansanedustajaa suudeltiin silmään, rintoja kommentoitiin istuntosalissa – seksuaalista häirintää esiintyy myös politiikassa, vaikka eduskunta on entistä sivistyneempi paikka

    4. 4

      Onko alkoholin tilaaminen ulkomailta todella kielletty laissa? – Lakimies sanoo kieltoa ”suureksi sumutukseksi”, joka perustuu muutaman virkamiehen ratkaisuun

    5. 5

      Nämä asiat langattoman verkon tietoturva-aukosta pitää nyt tietää: Päivitä tietokoneesi ja modeemisi ohjelmistot heti kun vain mahdollista

    6. 6

      Naisten kohtaamasta vihapuheesta on tullut niin normaalia, että poliisikaan ei tunnista normaalin nettikeskustelun rajaa – Siksi Suomessa tehtiin sarjakuva, joka tarjoaa uhreille selviytymiskeinoja

    7. 7

      Meteorologi selittää, miksi Helsingin yllä loisti voimakkaan punainen aurinko

    8. 8

      Suomalais-hollantilainen laite mullisti saasteiden mittauksen: Satelliittikuvat paljastavat, missä päin maailmaa ilma on saastuneinta

    9. 9

      Näin voit juhlia ilman krapulaa, ehkä – Kaikissa maailmankolkissa bilettänyt Madventures-kaksikko jakaa vinkkinsä uutuuskirjassa

    10. 10

      Uusi kulmakarvojen tatuointimenetelmä villitsee Suomessakin, mutta onko microblading turvallista? Asiantuntija oikoo viisi väärinkäsitystä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Sairaanhoitaja Paula Vuotila, 61, eli 30 vuotta ”koulutetun eliittielämää” – sitten hän ajautui asumaan rappukäytävissä

    2. 2

      Seuraan lyöttäytynyt kaksikko repi suomalaiselta hopeakorun Firenzessä – mies hermostui ja taltutti ryöstäjät pystypainin jälkeen: ”Poliisi sanoi, että aika harvoin käy näin”

    3. 3

      Tehdas­rakennuksen palosta aiheutunut savuvaara ohi Helsingin Tapanilassa, myös juna-asema avattu

    4. 4

      Suomalais-hollantilainen laite mullisti saasteiden mittauksen: Satelliittikuvat paljastavat, missä päin maailmaa ilma on saastuneinta

    5. 5

      Lääkäri ei ottanut poikani puheita itsemurhasta todesta – ensimmäinen yritys oli viimeinen

    6. 6

      Kela vastaa yksinhuoltajalle, joka säästi lapsilleen rahastoon: ”Lapsen säästörahaston varat pitää käyttää lapsesta aiheutuviin menoihin”

    7. 7

      Humalainen nuorisojoukko jahtasi kahta 15-vuotiasta teräaseen kanssa Espoossa – Jahdatut piiloutuivat bussiin, joukkio hajotti kahdeksan ikkunaa

    8. 8

      ”Äiti soittaa”, vilkutti puhelin kuolleen pojan vieressä – oppilas Niina Sassi, poliisi Timo Leppälä ja muut Jokelan koulusurman kokeneet kertovat nyt, millaiset jäljet tragedia jätti

      Tilaajille
    9. 9

      Pellolta löytyi ammuttu mies, motiiviksi epäillään tieriitaa – uhri oli ärsyyntynyt liikenteestä ja asetellut tielle esteitä

    10. 10

      Onko alkoholin tilaaminen ulkomailta todella kielletty laissa? – Lakimies sanoo kieltoa ”suureksi sumutukseksi”, joka perustuu muutaman virkamiehen ratkaisuun

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Ossi Nyman ei tee töitä ja sanoo, että työvoimatoimisto on ihmisoikeusloukkaus – näin ”ideologisesti työtön” taktikoi itselleen yhteiskunnan tuet

      Tilaajille
    2. 2

      Koko some kuohuu, sillä Pressiklubin juontaja Sanna Ukkolalle ehdotettiin erikeeperiä päähän, tämä kanteli ehdottajan pomolle ja myrsky oli valmis – tästä on kyse

    3. 3

      ”Äiti soittaa”, vilkutti puhelin kuolleen pojan vieressä – oppilas Niina Sassi, poliisi Timo Leppälä ja muut Jokelan koulusurman kokeneet kertovat nyt, millaiset jäljet tragedia jätti

      Tilaajille
    4. 4

      ”Sinun hiljaisuutesi on valanut sementtiin itätytön stereotypian, ja se myy lisää poikamiesmatkoja”, kirjoittaa kirjailija Sofi Oksanen avoimessa kirjeessään Melania Trumpille

    5. 5

      Kirjailija kertoi olevansa ”ideologisesti” työtön ja kikkailevansa tukia – TE-toimisto katkaisee tuet ja aloittaa poikkeuksellisen selvityksen

    6. 6

      Trumpin lähipiiri pelkää presidentin olevan ”hajoamassa” – avustajat yrittävät pitää presidentin aisoissa, kun hän saapuu toimistolle kiihdyksissään

    7. 7

      Kiusaajat voittivat Niklas Herlinin

      Tilaajille
    8. 8

      Teollisuuden ja median suuromistaja Niklas Herlin on kuollut

    9. 9

      Nalkutatko sinäkin? ”Naisvalitus” ei ole naisten vika, vaan puhetapa kertoo parisuhteiden epätasa-arvosta

      Tilaajille
    10. 10

      Naisen käsi osui vahingossa vastaan kävelleeseen mieheen Kalliossa – mies raivostui silmittömästi, löi ja potki naista

    11. Näytä lisää