Matkapuhelintekniikan ja kaikkien sähköautojen kysynnän kasvaessa nykyisen akuteknologian rajoitukset ovat tiesulku. Italian fyysikko Alessandro Volta on keksinyt 1790-luvulla, ja sähköakku on ollut lukuisten gadgetien, laitteiden ja koneiden työhevonen.

Koska kuluttajatuotteet ovat pienentyneet ja niiden keskeytymättömän käytön ennen lataamista tärkeämpää, on myös tullut yhä tärkeämpää, että paristot ovat sekä pienikokoisia että energiatehokkaampia. Tämä on kuitenkin osoittautunut tekniseksi esteeksi, joka ylittäessään on tärkeä ja kannattava kehitystä huomisen huipputekniikan taloudelle.

Akutekniikka

Kaikkien sähköakkujen luotettavuus perustuu pelkistys- ja hapettumisreaktioon (redox), joka voi tapahtua kahden eri materiaalin välillä. Nämä reaktiot sijaitsevat suljetussa ja suljetussa säiliössä. Katodi tai positiivinen pääte vähenee anodilla tai negatiivisella terminaalilla, jossa hapetus tapahtuu. Katodi ja anodi erotetaan fysikaalisesti elektrolyytillä, joka sallii elektronien kulkeutua helposti yhdestä päästä toiseen. Tämä elektronivirta aiheuttaa sähköpotentiaalin, joka sallii sähkövirran, kun piiri on valmis.

- <- Energizer

(ENR ENREnergizer Holdings Inc41) AA- ja AAA-kokoiset solut, kuten AA- ja AAA-kokoiset solut. -0. 02% Created with Highstock 4. 2. 6 ), luottaa tekniikkaan, joka ei edistä nykyaikaisia ​​sovelluksia. Yhdelle, ne eivät ole ladattavissa. Nämä ns. Alkaliparistot käyttävät mangaanidioksidikatalyyttiä ja sinkkianodia, joka on erotettu laimealla kaliumdioksidielektrolyytillä. Elektrolyytti hapettaa sinkkiä anodissa, kun katodin mangaanidioksidi reagoi hapettuneiden sinkki-ionien kanssa sähköä tuottaakseen. Vähitellen elektrolyytissä muodostuu reaktiopuolen sivutuotteita, ja hapettamalla jääneen sinkin määrä vähenee. Lopulta akku kuolee. Nämä paristot tarjoavat tyypillisesti 1,5 voltin sähköä ja ne voidaan järjestää sarjamuotoisesti tämän määrän lisäämiseksi. Esimerkiksi kaksi AA-paristoa sarjassa tuottavat kolme virtaa sähköä.

Ladattavat paristot (toissijaiset paristot) toimivat hyvin samalla tavalla käyttämällä hyväksi reduktio-hapetusreaktiota kahden materiaalin välillä, mutta ne antavat myös reaktion virrata taaksepäin. Nykyään yleisimmin käytetyt ladattavat paristot ovat litium-ioni (LiOn), vaikka erilaisia ​​tekniikoita kokeiltiin etsimään myös toimiva ladattava akku, mukaan lukien nikkelimetallihydridi (NiMH) ja nikkeli-kadmium (NiCd).

NiCd olivat ensimmäiset kaupallisesti saatavilla olevat ladattavat paristot massamarkkinoihin, mutta ne kärsivät vain rajoitetusta määrästä latauksia. NiMH korvattiin NiCd-paristoilla ja niitä voitiin ladata useammin. Valitettavasti niillä oli hyvin lyhyt säilyvyysaika, joten jos niitä ei käytetä pian valmistuksen jälkeen, ne saattavat olla tehottomia. LiOn-paristot ratkaisivat nämä ongelmat tulemalla pieneen säiliöön, jolla on pitkä säilyvyys ja joka mahdollistaa monien maksujen maksamisen. Mutta LiOn-akut eivät ole yleisimmin käytetty kulutuselektroniikassa, kuten mobiililaitteissa ja kannettavissa tietokoneissa. Nämä paristot ovat paljon kalliimpia kuin kertakäyttöiset alkaliparistot ja eivät tyypillisesti kuulu perinteisiin AA-, AAA-, C-, D- jne. (Katso myös:

Litiumioniakkuja

.) Viimeisimmät akut, joita useimmat ihmiset tuntevat, ovat nestemäisiä lyijyakkuja, joita käytetään yleisimmin autoparistoina. Nämä paristot voivat tuottaa paljon virtaa (kuten kylmällä käynnistyksellä), mutta sisältävät vaarallisia materiaaleja, kuten lyijyä ja rikkihappoa, jota käytetään elektrolyyttinä. Tällaiset paristot on hävitettävä varoen, jotta ne eivät saastuttaisi ympäristöä tai aiheuttaisi fyysistä haittaa niille, jotka käsittelevät niitä. Nykyisen akuteknologian tavoitteena on luoda akku, joka voi vastata LiOn-akkujen suorituskykyä tai parantaa niiden suorituskykyä, mutta ilman niiden tuotantoon liittyviä raskaita kustannuksia. Litiumionien perheessä on pyritty lisäämään lisäaineita parantamaan akun tehokkuutta samalla, kun hintalappu laskee. Esimerkiksi monissa matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, digitaalikameroissa ja kulutettavissa tuotteissa on nyt

l

litium-koboltti (LiCoO2). L litium-mangaani (LiMn2O4) soluja käytetään yleisimmin sähkötyökaluissa, sähkölaitteissa ja sähkömoottoreissa. (Lisätietoja: Miksi Tesla-autot ovat niin kalliita? ) Tällä hetkellä tutkimus- ja kehitystyötä tekevät ryhmät lisäävät litiumparistojen suorituskykyä. Lithium-air

(Li-Air) -akut ovat jännittävä uusi kehitys, joka mahdollistaa paljon suuremman energian varastointikapasiteetin - jopa 10 kertaa enemmän kapasiteettia kuin tyypillinen LiOn-akku. Nämä akut kirjaimellisesti "hengittävät" ilmaa käyttämällä vapaata happea hapettamaan anodia. Vaikka tämä teknologia näyttää lupaavalta, on olemassa useita teknisiä ongelmia, kuten suorituskykyä heikentävien sivutuotteiden nopea kasvu ja äkillinen kuolema, jossa akku lakkaa toimimasta varoittamatta. Litiummetallipatterit ovat myös vaikuttava kehitys, mikä lupaa lähes neljä kertaa enemmän energiatehokkuutta kuin nykyinen sähköauton akutekniikka. Tämän tyyppinen akku on myös paljon halvempaa tuottaa, mikä heikentää niitä käyttävien tuotteiden kustannuksia. Turvallisuusongelmat ovat kuitenkin merkittävä huolenaihe, koska nämä paristot voivat ylikuumentua, aiheuttaa tulipalon tai räjähtää, jos ne ovat vahingoittuneet.Muita uusia tekniikoita, joita käsitellään, ovat litiumrikki ja piikarbidi, mutta nämä solut ovat vielä tutkimuksen alkuvaiheissa eivätkä ole vielä kaupallisesti toteuttamiskelpoisia. Investointi akutekniikkaan

Jos ja kun akkuteknologia siirtyy näihin jännittäviin uusiin suuntiin, se laskee kulutuselektroniikan ja sähköautojen tuotannon kustannuksia, kuten

Tesla Motors

(TSLA TSLATesla Inc306. 05 + 1. 08% Luotu Highstockilla 4. 2. 6 ). Tesla ilmoitti hiljattain "gigafactonin" rakentamisesta paitsi tuottaa enemmän ajoneuvoja mutta myös tuottaa omia LiOn-akkuja talossa yhdessä japanilaisen elektroniikan jättiläisen Panasonic (ADR: PCRFY) kanssa. Ottamalla akkujen tuotannon ongelman omiin käsiinsä, Tesla on löytänyt loistavan tavan päästä sijoittamaan sähköautoja ja akustista tekniikkaa. . Energiakonsultti Navigant Researchin, LG Chem of South Korea, Johnson Controls (JCI

JCIJohnson Controls International PLC40, 99-0, 24% Highstock 4. 2. 6 ) ja yksityisomistuksessa oleva AESC ovat akun teknisen tilan johtajia. Seuraavat yritykset ovat Panasonic, Hitachi (ADR: HTHIY), Toshiba (ADR: TOSBF), Samsung (ADR: SSNLF) ja EnerSys (ENS ENSEnerSys Inc68. 00-1. 06% luotu Highstock 4. 2. 6 ). Näistä yrityksistä vain EnerSys on pelkkää akkua. Se on tällä hetkellä suurin teollisuusparistojen valmistaja maailmanlaajuisesti. Kaikki muut yritykset, samalla kun ne innovoivat tilassa, ovat mukana myös muissa yrityksissä. Pienemmät, puhtaasti näytettävät yritykset, jotka eivät tällä hetkellä ole alan eturintamassa, voivat ilmetä. Niille sijoittajille, jotka etsivät puhdasta peliä, on joitain vaihtoehtoja: Arotech Corp (ARTX

ARTXArotech Corp3. 90 + 1. 30%

• Luotu Highstockilla 4. 2. 6 ) kehittää ja jakaa litium- ja sinkki-ilma-akkuja ja laskee Yhdysvaltain armeijan asiakkaiden keskuudessa. PolyPore Inc. (PPO) tuottaa erittäin erikoistuneita litiumpolymeeriakkuja pääasiassa teollisiin ja lääketieteellisiin tarkoituksiin. Ener1
• (OTCMKTS: HEVVQ) on vaihtoehtoinen energiayhtiö, jolla on enemmistöomistuksessa oleva yhteisyritys Delphi Automotiven (DLPH DLPHDelphi Automotive PLC97: n kanssa) 26-0 01%
• Created with Highstock 4 .2.6 ) akkujen ratkaisujen luomiseksi sähköajoneuvoihin. Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) on yhdysvaltalainen yritys, joka hyödyntää nanoteknologiaa ja materiaalin grafienia tuottaakseen muun muassa grafi fieenipohjaisia ​​akkuja. Applied Graphene Materials
• (OTCMKTS: APGMF) tekee myös tutkimusta tällaisista sovelluksista. Epäsuoran altistumisen hakijoille kolme suurinta litiumalmintuottajaa ovat chileläinen yritys SQMSoquimich59. 83 + 1. 51% Created with Highstock 4. 6

), FMC Corp. (FMC FMCFMC Corp93. 51 + 2.80% Luotu Highstockilla 4. 2. 6 ) ja Rockwood (ROC). Lithium-Stock ETF: ssä toimii myös ticker-symboli LIT LITGlb X Lth & Battr40. 01 + 1. 21% Luotu Highstockilla 4. 2. 6 . ( Lisätietoja: Investing in the Next Megatrend: Lithium .) Bottom Line Sähkön paristot ovat aina olleet tärkeitä nykyaikaa. Matkaviestinnän ja sähköautojen kynnyksellä niiden merkitys kasvaa kuitenkin edelleen. Juuri nyt esimerkiksi akkupakettien osuus on yli puolet Teslan auton kustannuksista. (Katso myös: Mikä on paras tapa saada altistuminen sähköajoneuvoille, kun investoidaan autoteollisuuteen? ) Kasvava merkitys kasvaa uusien ja parempien ladattavien paristojen tutkimuksella. Litium-ilma- ja litiummetalliparistot saattavat osoittautua tärkeiksi edistysaskeleiksi. Jos nämä teknologiat päätyvät maksamaan takaisin, sijoittaminen suurpakkauksissa toimiville suuryrityksille, puhdas-play-litiumionien valmistajille tai epäsuoralle altistumiselle litiummetallien tuottajien kautta voi auttaa vahvistamaan salkun tulevaa suorituskykyä.