Ajakirjas Nature Nanotechnology ilmunud artiklis näitasid nad, et aku elektroodid laadusid täis või tühjaks mõne sekundiga ehk kümme kuni sada korda kiiremini kui tavalised, ühest tükist koosnevad elektroodid. Samal ajal funktsioneeris aku seadmetes täiesti normaalselt.
"Meie süsteemis on võimalik saada võimsust nagu kondensaatoris ja energiat nagu akus," selgitas Braun. "Suurem osa kondensaatoreid salvestavad väga vähe energiat. Nad suudavad seda kiiresti vabastada, kuid mahutavad vähe. Suurem osa akusid salvestavad päris suurtes kogustes energiat, kuid nad ei suuda seda kiiresti vabastada või koguda. Meie aku teeb mõlemat," vahendab Tarkade Klubi.

Kiire laadimine või tühjendamine vähendab tavaliste liitiumioon- või nikkelakude töövõimet. Ka Eestisse saabuvate elektriautode puhul räägitakse, et akude täislaadimine võtab mitu tundi, pooletunnise kiirlaadimisega on võimalik akusid täita vaid 80 protsendi jagu.

Kiire laadimine on võimalik, kui aku aktiivaine teha õhukese kilena, ent samas vähendab see mahutavuse peaaegu nullini, kuna aktiivainel pole energia salvestamiseks piisavalt ruumala.
Brauni rühm keris selle kile kolmemõõtmeliseks struktuuriks ja saavutas sedamoodi korraga nii suure mahutavuse kui ka voolutugevuse.

Tänu sellele, et nad katsid pinna tillukeste kuulikestega, saab materjali mõne lihtsa võttega efektiivselt soovitud kolmemõõtmelisele kujule viia. Braun sõnas, et kõik kasutatud tootmisvõtted on tõhusalt rakendatavad ka tööstuslikul tasemel.

Lõpptulemuses on elektroodide struktuur, mille vahel saavad liitiumiioonid kiiresti liikuda, õhuke aktiivaine kiht ning hea elektrijuhtivusega metallsõrestik. Töörühm demonstreeris uut struktuuri nii liitium- kui nikkelakude peal, kuid kinnitab, et lähenemine on universaalne ja kasutatav mis tahes aku puhul. «Kui keegi tuleb välja parema keemilise koostisega akuga, siis kehtib põhimõte ka selle puhul,» kinnitas Braun. «See pole seotud ühe kindla akutüübiga, vaid on pigem uus paradigma, kuidas aku omaduste parandamiseks mõelda kolmes mõõtmes.»

Ameerika Keemiaühingu aastakongressil tutvustas oma akut ka Colorado State University töörühm, kes katoodi asemel võtsid tähelepanu alla liitiumioonakude anoodi, samuti tuues mängu kolmanda mõõtme.

Ajakirja Tarkade Klubi viimases numbris:
- Mis juhtus Jaapanis?

- Milliseid otsuseid teeb ahv meie sees?

- Naised, kes on mehed

- Kopterid Liibüa kohal

- 100 aastat ülijuhtivust

- Elektriautodele uued akud tulekul

Tavaliselt anoodina kasutatava grafiidi asendas Amy Prieto töörühm vase ja antimoni sulamist nanotraatidega, mis asetati kolmemõõtmelisse struktuuri. Esimene prototüüp, mis oli umbes mobiiltelefoni aku suurune, laadus paari tunni asemel täis 12 minutiga. Ühtlasi on sellise aku eluiga kaks korda pikem kui tavalisel liitiumioonakul ning on võimalik teha kergemaid ja õhemaid akusid, lubas Prieto.

Ka Massachusettsi tehnoloogiainstituudi (MIT) teadlased tutvustasid märtsikuus ajakirjas Nature lahendust, mis võimaldab akude senisest sada korda kiiremat laadimist. Selle aku katood koosneb nanomõõdus liitiumraudfosfaadi kuulikestest. Ka sellist akut kulutab iga laadimise-tühjendamise tsükkel vähem ja seega on aku eluiga pikem.

Rakendus: elektriautod võidavad kõige rohkem

Kui mobiiltelefonide ja sülearvutite puhul võivad uued, kiiremini täituvad akud suurendada lihtsalt kasutaja mugavust, siis elektriautode puhul võib see saada nende leviku oluliseks hoogustajaks, usuvad teadlased.

«Mobiiltelefonide, sülearvutite ja teiste elektroonikaseadete laadimiseks kuluv aeg võib teinekord olla tõesti tüütu,» märkis Amy Prieto. «Siiski ei takista see kedagi neid tooteid ostmast. Laadimisaeg võib elektriautode puhul olla aga palju olulisem tegur.»

Milline on üks elektriauto ning kuidas see Eestis hakkama saab, vaata videost!

Praegu müügis olevad elektriautod sõidavad ühe akutäiega suvistes oludes umbes 150–180 kilomeetrit. Üle Eesti rajatavates laadimispunktides saab pooletunnise kiirlaadimisega aku täita umbes 80 protsendi ulatuses, uued akud peaksid võimaldama aga seda, et käik laadimispunkti ei erineks ajaliselt oluliselt sellest, mis praegu kulub auto bensiiniga tankimise peale.

«Kui akud täituksid viie minutiga, siis suhtuksid sa sellesse samamoodi nagu tankimisse sisepõlemismootoriga autode puhul,» arvas Paul Braun. «Sa sõidaksid lihtsalt laadimispunkti ja laeks aku täis, samamoodi nagu tangiks autot bensiiniga.» Nii Braun kui Prieto on veendunud, et nende töörühma väljatöötatud akud sobivad eriti hästi elektriautodele.

Jälgi Forte autouudiseid ka Twitteris!