Ülemaailmne üleminek elektriautodele kiireneb, kuid akumaterjalide kaevandamine mõjutab oluliselt keskkonda ja toob kaasa suuri kulusid. Nüüd lubavad kaks McGilli ülikooli teadlaste juhitud murrangulist uuringut muuta liitiumioonakude tootmise, muutes need odavamaks ja keskkonnasõbralikumaks.
Jätkusuutlike akumaterjalide edendamine
Uuringud toovad esile korrastamata kivisoolatüüpi (DRX) katoodmaterjalide potentsiaali, mis võivad olla jätkusuutlike ja kulutõhusate patareide tootmisel määrava tähtsusega.
Rauapõhised katoodid: A Major Breakthrough
Esimeses uuringus keskendusid inseneriteadlased, sealhulgas juhtivautor Richie Fong, materjalitehnoloogia doktorant, katoodidele - kõige kallimale akukomponendile, mis on traditsiooniliselt valmistatud mittesäästlikest metallidest, nagu koobalt ja nikkel. Raud on odavam alternatiiv, kuid olemasolevatel rauapõhistel katoodidel ei ole olnud piisavat salvestusmahtu, mis on vajalik pikamaa-elektroonikaseadmete jaoks.
Ajakirjas Advanced Energy Materials avaldatud uuring seab selle piirangu kahtluse alla. Teadlased arendasid rauapõhiseid DRX-katoode, muutes elektronide salvestamise protsessi, saavutades rauapõhiste katoodimaterjalide jaoks enneolematu salvestusmahu. See uuendus võib vähendada liitiumioonakude kulusid 20% võrra.
Mangaanipõhised katoodid: Katioonid: praktiliste väljakutsete ületamine
Teises uuringus, mis avaldati ajakirjas Energy & Environmental Science ja mida juhtis professor Jinhyuk Lee, mäetehnika ja materjalitehnoloogia osakonna dotsent ning William Dawson Scholar, uuriti mangaanipõhiseid korrastamata kivisoolasid (Mn-DRX). Kuigi Mn-DRX pakub suurt energiasisaldust madala hinnaga, on selle praktilist kasutamist takistanud madal elektrijuhtivus ja struktuuriline ebastabiilsus.
Koostöös Korea arenenud teaduse ja tehnoloogia instituudi teadlastega leidis töörühm uudse lahenduse. Lisades elektroodilisanditena mitmeseinte süsiniku nanotorusid ja kleepuvat sideainet, saavutasid nad kõrgeima praktilise energiatiheduse, mis on kunagi Mn-DRX-katoodide puhul registreeritud.
Liitiumioonakude paljulubav tulevik
„Meie tulemused on väga paljutõotavad liitiumioonakude tuleviku jaoks, pakkudes teed taskukohasemate ja jätkusuutlikumate energiasalvestuslahenduste poole,“ selgitab professor Lee. Üks tööstuspartner teeb juba koostööd teadlastega, et tuua need uuendused turule, mis võib muuta elektrisõidukite tööstust.
See läbimurre akutehnoloogias mitte ainult ei silluta teed keskkonnahoidlikumatele ja taskukohasematele elektrisõidukitele, vaid kujutab endast ka olulist sammu edasi jätkusuutlike energiasalvestuslahenduste vallas.
Lisateave: https://techxplore.com/news/2024-05-battery-breakthrough-usher-greener-cheaper.html
