Nanojohtoakku on litiumioniakumalliin perustuva kemiallinen akku, joka kehitettiin ensimmäisen kerran vuonna 2007 Yhdysvaltain Stanfordin yliopistossa. Sitä kehitetään edelleen vuodesta 2011 lähtien, ja myynti on suunnattu yleisölle vuonna 2012. Teknologiassa hyödynnetään useita yhdistettyjä piin nanojohtoja miljardin asteen mittakaavassa, jotka sijaitsevat akun negatiivisen jännitteen päässä. Tämä edistys materiaalitieteessä on lisännyt varastointitiheyttä kahdeksasta kymmenkertaiseen verrattuna tavanomaisiin litiumioniakkuihin, mikä tekisi esimerkiksi ladattavan kameran, matkapuhelimen tai kannettavan tietokoneen akun kaltaisen 8-10 kertaa pidemmäksi ennen kuin se tyhjeni ja Nanolanka -akkua pidetään myös sähköautojen tärkeimpänä kehityksenä, sillä sen latausnopeus on paljon nopeampi sekä nanolankojen suuremman pinta -alan että piin käytön vuoksi.
Nanojohtoakun periaatteet ovat helpottaneet vastaavaa tutkimusta Yhdysvaltain Sandia National Laboratoriesissa vuodesta 2010 lähtien, jolloin käytetään vain yhden nanojohdon muodostamaa pii -nanolangan anodia. Tämä nanolanka on 100 nanometriä leveä tai suunnilleen ihmisen keskimääräisen punasolun leveys ja noin 10,000 0.01 nanometriä pitkä tai XNUMX millimetriä. Tämän lähetyselektronimikroskoopilla (TEM) valmistetun akun tarkoituksena on tutkia edelleen tekniikan ominaisuuksia. Suunnitelmissa on myös toimia erittäin pienenä virtalähteenä lääketieteellisille istutteille ja muille mikroelektroniikkalaitteille.
Nanojohtoakun kehitystä pidetään vallankumouksellisena, vaikka sillä on joitakin rajoitteita. Koska yhdistettyjen nanolankojen pinta -ala on paljon suurempi kuin pinta -ala, joka tyypillisessä akussa olevalla grafiittianodilla on, useiden latausvaiheiden jälkeen nanojohdot alkavat hankkia kiinteää elektrolyyttien välivaihetta (SEI). Tämä on eräänlainen kemiallinen pinnoite, joka rajoittaa piin nanolangan anodin virrankulutusta. Tällainen rajoitus voi johtaa nopeaan sähkökatkokseen nanolanka -akulle sen vanhentuessa, vaikka tutkimukset ovat osoittaneet, että akkuja voidaan ladata käytännössä 80%: iin täydestä tasosta vähintään 250 kertaa, ja tavoitteena on saavuttaa lataustaso 3,000 kertaa kaupallisen alan tuotteissa.
Piipohjaisten akkujen tutkimusta on tehty yli kolmekymmentä vuotta. Käytännölliset ongelmat piin turpoamisen suhteen ovat rajoittaneet idean hyödyllisyyttä, kunnes keksittiin nanolangat. Hankkeen johtava tutkija Stanfordin yliopistossa, tohtori Yi Cui, on jalostanut nanolanka-akkua ainakin vuodesta 2007 lähtien. Nyt sen katsotaan pystyvän skaalautumaan käytännön massatuotantotasoihin käyttämällä hiili-pii-nanolankoja, jotka eivät vaadi korkeita lämpötiloja kasvaa kuin puhdas pii.