Läbimurre akutehnoloogias: “kassikullast” nanokristallid võiks asendada liitiumi

Šveitsi riikliku materjaliteaduse ja -tehnoloogia laboratooriumi EMPA ja riikliku tehnoloogiainstituudi ETH Zürich koostöös loodud uut tüüpi aku koosneb mitmetest odavatest ja laialt leiduvatest materjalidest ning tõotab väga head jõudlust, vahendab Gizmag.

Prototüüpaku katoodid sisaldavad raudsulfiidist ehk püriidist ehk rahvapärase nimega kassikullast nanokristalle, elektrolüüdina kasutatakse akus naatriumit ja selle anood on tehtud magneesiumist.

Kõik osised on suhteliselt odavad ja laialt levinud; näiteks raudsulfiidi nanokristallide saamiseks tuleb lihtsalt väävlit jahvatada koos kuiva metallilise rauaga ning kilogramm magneesiumit maksab umbes 15 korda vähem kui sama kogus liitiumit.

Ka aku konstruktsiooni pealt on võimalik kokku hoida, kuna alumiiniumfoolium sobib täiuslikult elektrienergiat talletama ja seda akust välja juhtima, samas kui liitiumioonakudes peab samu ülesandeid täitma suhteliselt kallim vaskfoolium.

Aku tühjenemisel liiguvad naatriumiioonid elektrolüüdis katoodi poole ja kuhjuvad sellele. Aku taaslaadimisel vallandab püriit naatriumiioonid jälle tagasi elektrolüüti.

Taolise hübriidse naatrium-magneesiumaku toimimist on juba laboratooriumis tõestatud, kusjuures katseaku pidas jõudluse vähenemise märke ilmutamata vastu 40 täis- ja tühjakslaadimistsüklit.

Ehkki uudse aku väljundvõimsus on praegu väiksem kui samasuguste gabariitidega liitium-ioonakul, usuvad uurijad, et seadme odav ja kergestimastaabitav olemus teeb võimalikuks hiiglaslike akumulaatorite rajamise elektrijaamade juurde. Ühe võimaliku rakendusena uuele tehnoloogiale näevad teadlased võimalust kasutada taolist akut näiteks tuumaelektrijaama kogu aastatoodangu ajutiseks “ladustamiseks”. Piisavalt suur aku võiks endas talletada mitu teravatt-tundi energiat.

Uurimuse tulemusi kirjeldab hiljuti ajakirjas Chemistry of Materials ilmunud artikkel.