Lisateave kolme asendustehnoloogia kohta

Dr Zhang kirjeldas kolme järgmist termopatareide tehnoloogiat, millest enamik on veel laboris. Kuigi kommertstootmiseni on veel pikk tee minna, usume, et mobiilsete elektroonikatoodete kiire areng tõstab akude hinda, mis kahtlemata kiirendab tehnoloogilisi ja kaubanduslikke katkestusi.

Mobiiltelefonid, tahvelarvutid ja kantavad seadmed õitsevad, kuid aku on üks nende kitsaskohti. Enamik uusi nutitelefoni kasutajaid on aku kestvuses pettunud. Kui varem kasutasid nad oma mobiiltelefoni 4–7 päeva, siis nüüd tuleb neid iga päev laadida.

Liitiumakud on kõige levinumad, sponsorid ja tööstuse siseringid eelistavad, kuid pikemas perspektiivis ei pruugi neist piisata, et nende energiatihedust kahekordistada. Nutitelefonides veedavad inimesed võrgus rohkem aega, kiiremini ja ka tugikiibid peavad olema kiiremad. Samal ajal, hoolimata kõigi energiasäästumeetmete täiustamisest, muutuvad ekraanid suuremaks ja energiakulud kasvavad. Hiina Teaduste Akadeemia rahvusvaheline akuekspert dr Zhang Yuegang ütles, et nädalastest nutitelefonide laetavatest akudest ei pruugi piisata.

Energiatihedus on üks aku kvaliteedi mõõtmise põhinäitajaid ja selle strateegia on salvestada üha rohkem energiat kergematesse ja väiksematesse akudesse. Näiteks BYD-i liitiumakud, mis on arvutatud kaalu ja mahu järgi, tarbivad praegu vastavalt 100-125 vatt-tundi/kg ja 240-300 vatt-tundi/liitri kohta. Tesla Model S elektriautos kasutatava Panasonicu sülearvuti aku energiatihedus on 170 vatt-tundi kilogrammi kohta. Meie eelmises aruandes parandas Ameerika ettevõte Enevate katoodiandmeid, et suurendada liitiumakude energiatihedust rohkem kui 30%.

Akude energiatiheduse plahvatuslikuks suurendamiseks peate tuginema järgmise põlvkonna akutehnoloogiale. Zhang Yuegang tutvustas meile kolme järgmist termopatareide tehnoloogiat, millest enamik on veel laboris. Kuigi kommertstootmiseni on veel pikk tee minna, usume, et mobiilsete elektroonikatoodete kiire areng tõstab akude hinda, mis kindlasti kiirendab tehnoloogia ja äritegevuse katkemist.

Liitiumväävelaku

Liitium-väävelaku on liitiumaku, mille positiivne elektrood on väävel ja negatiivne elektrood metallist liitium. Selle teoreetiline energiatihedus on umbes 5 korda suurem kui liitiumakudel ja see on alles väljatöötamise algstaadiumis.

Praegu on liitium-väävelakud paljulubav uue põlvkonna liitiumakud, mis on jõudnud laboriuuringute ja erinevate eelfondide valdkonda ning millel on head ärilised väljavaated.

Siiski seisavad liitium-väävelakud silmitsi ka mõningate tehniliste väljakutsetega, eriti aku negatiivsete elektroodide andmete keemilised omadused ja liitiummetalli ebastabiilsus, mis on aku ohutuse põhiproov. Lisaks seisavad paljud aspektid, nagu stabiilsus, valem ja tehnoloogia, silmitsi tundmatute väljakutsetega.

Praegu uurib Ühendkuningriigis ja USA-s liitium-väävelpatareisid rohkem kui üks organisatsioon ning mõned ettevõtted on teatanud, et toovad sellised patareid sel aastal turule. Oma Berkeley laboris uurib ta ka liitium-väävelakusid. Nõudlikumas katsekeskkonnas on pärast enam kui 3,000 tsüklit saadud rahuldavad tulemused.

liitiumõhu aku

Liitium-õhk aku on aku, milles liitium on positiivne elektrood ja õhus olev hapnik on negatiivne elektrood. Liitiumanoodi teoreetiline energiatihedus on ligi 10 korda suurem liitiumaku omast, kuna positiivse elektroodi metallliitium on väga kerge ja aktiivse positiivse elektroodi materjali hapnik eksisteerib looduslikus keskkonnas ja seda akus ei säilitata.

Li-air akud seisavad silmitsi rohkemate tehniliste väljakutsetega. Lisaks metallilise liitiumi ohutule säilimisele on oksüdatsioonireaktsioonis tekkiv liitiumoksiid liiga stabiilne ning reaktsiooni saab lõpule viia ja redutseerida vaid katalüsaatori abil. Lisaks pole lahendatud akutsüklite küsimus.

Võrreldes liitium-väävelakudega on liitium-õhkpatareide uurimine alles algusjärgus ja ükski ettevõte pole neid kommertsarendusse viinud.

Magneesiumaku

Magneesiumaku on esmane aku, mille negatiivne elektrood on magneesium ja positiivne elektrood on teatud metall- või mittemetallioksiid. Võrreldes liitiumakudega on magneesiumioonakudel parem stabiilsus ja pikem kasutusiga. Kuna magneesium on kahevalentne element, on selle kvaliteet kõrgem