Teadlased saavutasid tahkisakunduses enneolematuid kiirusi

Tahkisakusid peetakse tulevikutehnoloogia võtmekomponendiks – need suudavad salvestada rohkem energiat, on ohutumad ja ei sisalda kergestisüttivaid aineid nagu tänapäevased liitiumioonakud. Nüüd on Saksamaal tehtud oluline samm nende täiustamise suunas: Müncheni Tehnikaülikooli teadlased töötasid välja uue materjali, mis koosneb liitiumist, antimoonist ja skandiumist ning juhib liitiumiioone üle 30% kiiremini kui ükski seni teadusele tuntud aine.

Uus rekord ja täiesti uus ainete klass
Teadlaste meeskond otsustas osaliselt asendada liitiumi skandiumiga liitiumantimoniidis. Selle tulemusel tekkis materjali kristallvõresse nn vakantsid – tühimikud, mille kaudu liitiumiioonid saavad liikuda kiiremini ja hõlpsamalt. Tulemuseks kiire ioonijuhtivus, mis ületab kõik senised katsed selles valdkonnas.

Ent see polnud veel kõik. Teadlased avastasid ühtlasi täiesti uue ainete klassi. “Meie kombinatsioon põhineb liitium-antimoonil, kuid sama loogikat saab lihtsalt rakendada ka liitium-fosfori süsteemidele,” selgitas uurimuse esimene autor Jiang Jingwen. Kui eelmine rekordmaterjal põhines liitium-väävli segul ning vajas optimeerimiseks viit lisaelementi, siis uue materjali puhul piisab vaid skandiumist.

Teisisõnu: vähem komponente, parem jõudlus ja suurem potentsiaal mitmesugustes keemilistes süsteemides. Avastus on juba patenteeritud ning selle rakendusi hakatakse edasi arendama.

Lisaks erakordsele juhtivusele on uus materjal ka soojuskindel ning seda saab toota olemasolevate ja hästi tuntud keemiliste meetoditega. See teeb selle eriti sobivaks elektroodide tootmiseks, kus on tarvis materjale, mis juhivad nii ioone kui elektrone.

Ka autotööstus ei maga. Stellantis – autogigant, mille alla kuuluvad ka Jeep, Dodge ja Ram – teeb koostööd idufirmaga Factorial, kellega koos on välja töötatud tahkisaku energiatihedusega 375 Wh/kg. Need akud on juba edukalt testitud ning esimene demonstratsioonipakk läheb 2026. aastal testimisele.