Vastavalt MIT teadlastele saab süsinik-nanotorudest valmistada suurepäraseid elektroode liitium-ioon akude jaoks, seeläbi suureneks nende väljundvõimsus tavapäraste seadmetega võrreldes pea kümme korda. Väidetavalt oleks selle tehnoloogia abil võimalik vähendada kaasaskantavate seadmete akude mõõtmeid. Pikemas perspektiivis viiks see tehnoloogia kõrgekvaliteediliste akude kasutamiseni suuremates rakendustes, näiteks hübriid-elektriautodes ning masinatööstuses, vahendab physicsworld.com .
Liitium-ioon akud
koosnevad kahest elektroodist: negatiivsest anoodist ja positiivsest katoodist, mida eraldab elektrolüüt – elektrit juhtiv materjal, läbi mille laetud ioonid vabalt liikuda saavad. Aku tühjenemisel liiguvad positiivselt laetud liitiumi ioonid läbi elektrolüüdi katoodile, tekitades nii elektrivoolu. Aku laadimisel sunnib väline vool ioone vastupidises suunas liikuma, mistõttu need anoodile kogunevad.
Seesuguseid akusid kasutatakse palju kaasaskantavates elektroonikaseadmetes, kuid nende väljundvõimsus ning laengusalvestamise mahtuvus on siiani väiksemad kui elektrokeemilistel kondensaatoritel. Akudel on aga kondensaatorite ees mitmeid eeliseid, mitte ainult ei suuda nad salvestada rohkem laenguid, vaid nad ka isetühjenevad palju aeglasemalt.
Lihtne vahetus
Hiljuti avastas aga Yang Shao-Horn’i töörühm MIT-st seesuguste seadmete väljundvõimsuse suurendamiseks uue viisi. Nad asendasid ühe liitium-ioon aku elektroodi mitmeseinalistest süsinik-nanotorudest valmistatud elektroodiga. Täiustatud seadmete väljundvõimsus 100 kW/kg on võrreldav elektrokeemiliste kondensaatoritega, ent nende salvestatavate laengute hulk on kuni kümme korda suurem.
Superaku.
Uued CNT elektroodid on võimelised haarama ning salvestama rohkem liitiumi laenguid kui tavapärased elektroodid, mida on aastate jooksul valmistatud mitmetest erinevatest materjalidest, kaasa arvatud joodist ning vasksulfiidist. Leidub mitmeid hapniku rühmasid, mis viivad CNT pinnal läbi redoksreaktsioone. CNT elektroodid on lisaks ka väga stabiilsed. Teadlaste sõnul töötas materjal sama hästi ka pärast tuhandendat laadimis-tühjenemis tsüklit.
,,Järgnevalt on meil kavas valmistada samade tööomadustega, kuid paksemaid elektroode – kuni 50 mikromeetriseid,” lausus Shao-Horn. Siiani valmistatud elektroodid on kõigest mõne mikromeetri paksused, see aga piirab nende kasutamisvõimalusi ainult väikeste, kaasaskantavate seadmete jaoks.
Teadusartikkel “High-power lithium batteries from functionalized carbon-nanotube electrodes“