Kiinteäelektrolyyttitekniikka

Kiinteäelektrolyyttitekniikka viittaa joukkoon menetelmiä ja prosesseja, joissa kiinteitä materiaaleja käytetään elektrolyytteinä sähkökemiallisissa sovelluksissa. Toisin kuin perinteiset nestemäiset elektrolyytit, kiinteät elektrolyytit tarjoavat useita etuja, kuten paremman turvallisuuden, koska ne eivät ole helposti syttyviä tai vuotavia, ja mahdollisuuden valmistaa pienempiä ja kevyempiä laitteita.

Kiinteiden elektrolyyttien keskeinen ominaisuus on niiden ionijohtavuus. Ionien on pystyttävä liikkumaan vapaasti kiinteän materiaalin läpi, jotta sähkökemiallinen reaktio voi tapahtua tehokkaasti. Tämä saavutetaan yleensä materiaalin rakenteella, joka sallii ionien liikkua joko kiteisten rakenteiden tai amorfisten tilojen kautta. Tyypillisiä kiinteitä elektrolyyttimateriaaleja ovat oksidikeramiikka, polyeetterit ja tietyt polymeeriyhdisteet.

Kiinteäelektrolyyttitekniikkaa hyödynnetään monissa sovelluksissa. Yksi merkittävimmistä on kiinteän olomuodon akut, jotka pyrkivät parantamaan turvallisuutta ja energiatiheyttä verrattuna nykyisiin litiumioniakkuihin. Muita sovelluksia ovat kiinteät elektrolyyttimembranit polttokennoissa, sähkökemialliset anturit, joissa kiinteä elektrolyytti voi toimia ionisensorina, sekä sähkökromiset laitteet, joissa valonläpäisy muuttuu sähköisen potentiaalin vaikutuksesta. Tutkimus ja kehitys tällä alalla keskittyy uusien materiaalien löytämiseen, ionijohtavuuden parantamiseen ja valmistusprosessien optimointiin.