Yhdysvaltalaisen Drexelin yliopiston ja irlantilaisen Trinity Collegen tutkimukset viittaavat siihen, että piin käyttö litiumioni-akkujen anodissa olisi mahdollista uuden MXene-nimisen materiaalin avulla. Uutuuden avulla Li-Ion-kkujen kapasiteettia voitaisiin nostaa jopa viisinkertaiseksi. Aluetta tutkitaan myös eteläkorealaisessa Unist-yliopistossa.

Tutkijat ovat luoneet uuden keinon yhdistää MXene-levyjä ja piitä sisältävästä lietteestä muodostamaan vakaan anodin, joka laajentaa litiumioniakkujen kapasiteettia. Piin käyttö Li-Ion-akkujen anodissa on ollut tutkijoiden haasteena pitkään, johtuen piin muutoksista lataus- ja purkuvaiheissa.

Tutkimuksen mukaan ratkaisu voisi pidentää Li-ion-akkujen käyttöikää jopa viisinkertaisesti. Se on mahdollista, koska kaksiulotteinen MXene-materiaali kykenee estämään piianodin laajenemisen rikkoutumispisteeseen latauksen aikana – ongelma, joka on estänyt sen käytön jo jonkin aikaa.

Drexel- ja Trinity-ryhmän menetelmä muodostaa anodin, jossa MXenen nanoarkit muodostavat verkon samalla, kun ne kääriytyvät piipartikkeleiden ympärille ja toimivat siten johtavana lisä- ja sideaineena samanaikaisesti.

Tutkijoiden anodinäytteet osoittivat suurempia litium-ionikapasiteettia kuin nykyiset grafiitti- tai pii-hiili-anodit, joita käytettiin Li-ion-akuissa ja johtavuutta, joka oli noin 100 – 1000 kertaa korkeampi kuin tavanomaisilla piianodeilla, kun MXene lisätään.

Myös kansainvälinen korealaisessa UNIST-yliopistossa toiminut tutkijaryhmä on kehitellyt piipohjaista anodimateriaalia mutta järjestänyt sen korallimaiseen muotoon.

Lisää: Nanobittejä.fi (LINKKI) ja Drexelin ja Trinityn tutkijoiden (LINKKI) ja UNIST-yliopiston tiedoteuutinen (LINKKI)