European Observatory for Nanomaterials

W akumulatorach wykorzystuje się reakcje elektrochemiczne do magazynowania energii w celu późniejszego użycia. Zawierają one dwie elektrody: zacisk ujemny (katodę) i zacisk dodatni (anodę), oraz elektrolit.

W porównaniu z ciekłymi paliwami kopalnymi akumulatory magazynują mniej energii w tej samej masie lub objętości materiału. Poza kosztami, dostępnością surowców i stosunkowo wolnym ładowaniem są to główne wyzwania związane z technologią produkcji akumulatorów.

Podstawowym standardem magazynowania energii elektrycznej są obecnie akumulatory litowo-jonowe. Wykorzystuje się je w wielu urządzeniach, w tym w przenośnych urządzeniach elektronicznych i pojazdach elektrycznych. Stosowanie akumulatorów w tych urządzeniach w przyszłości będzie wymagać większej pojemności i szybszego ładowania, a także obniżenia kosztów.

Nanomateriały mogą pomóc w projektowaniu lepszych akumulatorów dzięki udoskonaleniu materiałów na katody i anody. Duże pole powierzchni nanomateriałów, takich jak grafen, pomaga zwiększyć powierzchnię styczności katod, anod i elektrolitu, dzięki czemu akumulatory ładują się szybciej.

Nanorurki węglowe można wykorzystać do budowy wytrzymałych, trwałych elektrod o dużej integralności mechanicznej przy zachowanej elastyczności. Naukowcy wykorzystują ponadto nanomateriały, aby zmniejszyć zużywanie akumulatorów i utrzymać ich pojemność przy wielokrotnym ładowaniu.

Co więcej, dzięki nanomateriałom sposoby wytwarzania akumulatorów inne niż litowo-jonowe mogą stać się opłacalne ekonomicznie i wykonalne ze względów technologicznych. W technologii wytwarzania akumulatorów korzysta się z łatwo dostępnych surowców, dlatego akumulatory sodowo-jonowe mogłyby zastąpić obecne technologie, jeżeli sód jest łatwiej dostępny niż lit.