European Observatory for Nanomaterials

Akut varastoivat sähköenergiaa sähkökemiallisten reaktioiden avulla myöhempää käyttöä varten. Ne valmistetaan kahdesta elektrodista eli negatiivisesta navasta (katodista) ja positiivisesta navasta (anodista) sekä elektrolyytistä.

Nestemäisiin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna akut varastoivat vähemmän energiaa samaa materiaalin painoa tai tilavuutta kohden. Tämä seikka ja lisäksi kustannukset, raaka-aineiden saatavuus sekä melko hidas latautuminen ovat nykyään akkuteknologian suurimpia haasteita.

Sähkön varastoinnin nykyinen ns. kultainen standardi ovat litiumioniakut. Niitä käytetään monissa erilaisissa laitteissa, myös elektronisissa mobiililaitteissa ja sähköautoissa. Jotta akkuja voidaan käyttää näissä laitteissa tulevaisuudessa, pitää niiden varastointikapasiteetin kasvaa, latautumisen nopeutua ja kustannusten pienentyä.

Nanomateriaalien avulla voidaan suunnitella parempia akkuja, koska niistä saadaan parempia katodi- ja anodimateriaaleja. Nanomateriaalien, esimerkiksi grafeenin, suuri pinta-ala auttaa lisäämään katodien, anodien ja elektrolyytin välistä kosketuspintaa ja siten nopeuttamaan akkujen latautumista.

Hiilinanoputkien avulla voidaan luoda vahvoja ja kestäviä elektrodeja, joiden mekaaninen eheys on suuri mutta jotka samalla säilyttävät joustavuutensa. Tutkijat käyttävät nanomateriaaleja myös vähentääkseen akkujen sisäistä kulumista ja siten varmistaakseen, että niiden kapasiteetti säilyy monien latausjaksojen ajan.

Nanomateriaalit saattavat auttaa myös muuttamaan muutkin kuin litiumioneihin perustuvat akkutekniikat taloudellisiksi ja teknisesti toimintakykyisiksi. Akkuteknologiat ovat riippuvaisia raaka-aineiden runsaasta saatavuudesta. Siksi natriumioniakut voivat olla sopiva korvaava tuote, koska natriumia on paremmin saatavilla kuin litiumia.