Alumiiniumakud täituvad minutitega
Mida rohkemad inimesed nutiseadmeid kasutavad, seda sagedamini võib kuulda kaeblemist ebamugavatel hetkedel tühjaks saanud akude üle. Ameerika insenerid esitlevad nüüd alumiiniumil põhinevat vooluallikat, mille laadimiskiirus ületab oluliselt tavapäraste liitiumioonakude oma – näiteks nutitelefoni aku laadimiseks võiks kuluda vaid minut.
Kuigi nutiseadmete akude üle kaeblemine on saanud moeasjaks, peavad tänapäeva liitiumioonakud nende mõistlikul kasutamisel vastu kauem kui kunagi varem. Hoopis suuremaks probleemiks on nende hind ja väike, kuid siiski mitte välistatav ülekuumenemise risk, mis võib halvimal juhul lõppeda tulekahjuga. Hinnanguliselt ütleb üles üks aku kümnest miljonist. Probleemiks on ka nende taaskasutamise hind ja keerukus, misläbi lõpetavad neist enamik prügimägedel.
Liitiumioonakudel on küll alternatiive, kuid tavaliselt ei suuda talletada sama võrreldaval määral energiat või saab neid uuesti laadida liiga vähe kordi, et et need suudaksid pakkuda liitiumioonakudele tõsist konkurentsi. Näiteks alumiiniumakude puhul on olnud peamiseks probleemiks väike laadimistsüklite arv. Ent see ei kuulutanud neile juba eos surmaotsust. Iga akutüüpi on võimalik täiustada, kasutades näiteks anoodi, elektrolüüdi või katoodina veidi teistsuguseid materjale.
Stanfordi ülikooli teadlased eesotsas Hongjie Daiga leidsid alumiiniumakusid uurides, et nendeomadusi parandab oluliselt positiivselt laetud katoodina pliiatsi südamikes kohatava grafiidi kasutamine. Loodud eksperimentaalses akus koosneb negatiivselt laetud anood alumiiniumist, elektrolüüdina kasutatakse aga toatemperatuuril vedelas olekus olevat alumiiniumsoola, mis muutis akut stabiilsemaks.
Töörühm leidis, et prototüübi energiatalletusvõime hakkas langema pärast 7500 laadimistsüklit, eelnevate alumiiniumakude puhul jäi näitaja saja tsükli piirimaile. Liitiumioonakude keskmine eluiga on umbes tuhat tsüklit. Painduvusel ning paremal laadimiskiirusel ja laadimistsüklite arvul on aga oma hind. Võrdväärse laengu talletamiseks peaksid näiteks alumiiniumakude katoodid olema tüüpilistes liitiumioonakudes kasutatavatest olema umbes kolm kuni neli korda kogukamad.
Nõnda näeb Dai kolleegidega hetkel alumiiniumakudes asendust AA ja AAA patareidele, mille pinge on 1,5 volti, mis on ligilähedane alumiiniumakude kahele voldile.
Uurimus ilmus ajakirjas Nature.
Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa