Onderzoekers maken accu-elektrode van nanobuizen

Een groep onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology heeft een toepassing voor nanobuizen als elektrodes in lithiumion-accu's. Met de verbeterde elektrodes kan een accu meer energie bevatten en sneller laden en ontladen.

Het gebruik van nanobuizen stelt de onderzoekers van het MIT in staat de energiedichtheid van lithiumion-accu's te vergroten. Bovendien verleent het nanomateriaal de ionen in de accu's een grote mobiliteit, wat sneller opladen van de energiedragers mogelijk maakt. De nanobuis-elektrodes hebben niet alleen een zeer groot oppervlak, maar zijn ook bijzonder poreus. De nieuwe accu's vertonen eigenschappen van zowel reguliere lithiumion-accu's als ultracondensators. Naast het langzaam afgeven van elektrische spanning kunnen ze ook zeer snel hun opgeslagen energie kwijt.

De MIT-medewerkers maakten gebruik van twee soorten nanobuizen, waarvan een van een positieve en een van een negatieve lading werd voorzien. De nanobuizen werden steeds in een monolaag om een substraat aangebracht, waarbij de positieve en negatieve ladingen voor een gelaagde rangschikking van de nanobuizen zorgden. Zonder de ladingsverschillen zouden de nanobuizen opeenhopen. Als voldoende lagen zijn aangebracht, kan het substraat worden verwijderd. De nanobuizen zijn bovendien voorzien van zuurstofgroepen die de lithiumionen oxideren en zo elektronen vrijmaken.

De huidige productiemethode, waarbij het glassubstraat afwisselend in de twee oplossingen wordt gedoopt om de nanobuis-elektrodes te maken, kost ongeveer een week, veel te lang voor commerciële toepassingen. Door het spuiten van een fijne mist met de nanonbuizen in oplossing kunnen de onderzoekers echter in enkele uren een elektrode fabriceren. Die methode zou bovendien compatibel zijn met procedés om thin films aan te brengen, wat het mogelijk zou maken de nanobuis-accu's direct op printplaten te integreren.