Viimastel aastatel on üha rohkem hakatud tähelepanu pöörama akude ja akupakkide tööea probleemidele. Eriti kiiresti vananevad energiakandjad, mida kasutatakse sõidukites, kus neile avaldab mõju suur koormus ja suured temperatuurikõikumised. Seetõttu otsivad teadlased pidevalt viise, kuidas kaitsta akude sisemisi struktuure.
Uueks lahenduseks, mida teadlased pakuvad, on spetsiaalne geel, mis suudab aeglustada akude vananemist. See materjal toimib elektrolüüdi tasandil ja aitab vähendada keemiliselt aktiivsete osakeste teket. Selline meetod võib pikendada akude kasutusaega ilma vajaduseta muuta nende põhilist konstruktsiooni.
Esimesed katsed näitavad, et geelil on akude stabiilsusele väga soodne mõju. Tänu geelile suudab aku säilitada oma mahutavust oluliselt kauem kui tavaliselt. See on samm vastupidavamate energiasüsteemide suunas, mis suudavad töötada nii intensiivselt kui ka usaldusväärselt.
Geel, mis kaitseb aku sisemust
Kaasaegsed akud suudavad salvestada palju energiat, kuid nende nõrkuseks on reaktsioonivõimeliste hapnikuühendite teke. Need osakesed lagundavad materjale, millest on valmistatud elektroodide struktuurid. Teadlaste loodud geel vähendab nende osakeste aktiivsust ja kaitseb aku komponente lagunemise eest.
Geel seob hapniku molekule juba enne, kui need muutuvad ohtlikumaks. Nii pidurdab see reaktsioone, mis tavapäraselt põhjustavad elektroodide pindade lagunemist. See võimaldab akul töötada kõrgematel pingetasemetel ilma, et mahutavus hakkaks kiiresti langema.
Katsetes võrreldi kahte tüüpi akusid: üht geeli lisandiga ja teist tavalise elektrolüüdiga. Tulemused erinesid selgelt – geeliga aku säilitas suure osa esialgsest mahutavusest isegi pärast viitsadat laadimistsüklit, samas kui tavaline aku kaotas oma võimekuse märgatavalt kiiremini ja palju varem.
Tee turvalisema ja kergema energia tulevikuni
Geel ei aeglusta ainult vananemist, vaid vähendab ka deformatsioone, mis võivad tekkida aku intensiivse kasutamise käigus. See on eriti oluline, sest mõned akud võivad paisuda ja muuta oma kuju. Uus materjal vähendab sellist paisumist mitmekordselt ning suurendab seeläbi kasutusohutust.
Oluline mõju ilmneb ka katoodimaterjalide stabiilsuses. Geel tugevdab niklil põhinevaid struktuure ja vähendab nende lagunemise tõenäosust. See võimaldab luua akusid, millel on suur energiasalvestusvõime, kuid mis ei kaota oma vastupidavust ka suurte koormuste korral.
Teadlased loodavad, et edasised uuringud võimaldavad akude eluiga veelgi pikendada. Eesmärgiks on saavutada tuhanded laadimistsüklid ilma märgatava mahutavuse vähenemiseta. Kui see tehnoloogia õnnestub edukalt rakendada, võib sellest saada alus energiasüsteemidele, mis töötavad kaua ning sobivad kasutamiseks väga erinevates tööstusharudes.
