Akkuteknologiaa kehitetään ja uusia akkumateriaaleja etsitään nyt kiihkeästi, koska sähköautojen ja muiden akkukäyttöisten laitteiden kysyntä ja niiden valmistamiseen tarvittavan materiaalin määrä lisääntyy kovaa tahtia.
Kiinalainen akkuvalmistaja CATL tviittasi äskettäin ryhtyvänsä asentamaan natriumioniakkuja henkilöautoihin. Yhtiö kehaisi samalla ratkaisevansa suola-akullaan litiumioni-akkujen raaka-aineita koskevat ongelmat ja vieläpä kustannustehokkaasti.
Kiinalainen akkuvalmistaja onnistui yllättämään alaa tarkasti seuraavan asiantuntijan.
– Kyllä se minut yllätti. En odottanut, että se olisi tullut näin nopealla aikataululla henkilöautoihin. Natriumioniakkujen on tähän asti puhuttu soveltuvan lähinnä energian varastointikäyttöön sen heikomman energiatiheyden takia, sanoo VTT:n erikoistutkija Marko Paakkinen.
Heikomman energiatiheyden takia natriumioniakut, eli yksinkertaisemmin ilmaistuna suola-akut, ovat isompia ja painavampia kuin nyt suositut litiumioniakut. Toisaalta suola-akun avulla on mahdollista pudottaa akun hintaa ja pienentää ympäristöhaittoja.
– Kyllä se aika mullistava mahdollisuus on, jos se saadaan tuotua henkilöautoihin ja massavalmistukseen, Paakkinen sanoo.
Vasta vuoden alusta toimineessa etujärjestössä, Akkuteollisuus ry:ssä, kiinalaisten edistysaskeleeseen suhtauduttiin tyynesti.
– Kiinassa on paljon tämän alan tutkimus- ja tuotekehitystä. Varmasti sieltä tulee useampiakin uusia innovaatioita. On hyvin tiedossa, että kriittiset raaka-aineet ja muut harvinaiset maametallit mitä akkuihin tarvitaan ovat aika vähissä, joten uudet teknologiat ja uudet materiaalit ovat ilman muuta tervetulleita, sanoo toimitusjohtaja Pia Vilenius.
Suola-akkuja Suomessa kehittävässä Broadbit Batteries -yhtiössäkin ilmoitus oli pantu merkille. Heidän akkujaan ei ole tarkoitettu autoihin vaan varajärjestelmiksi esimerkiksi sähkökatkojen aikana.
– CATL:n uutinen on toki merkittävä, mutta emme tiedä vielä koko tarinaa. Haluaisin tietää ensin tarkemmin mitä materiaaleja he ovat todellisuudessa akussaan käyttäneet, sanoo Broadbit Batteriesin teknologiajohtaja Andras Kovacs.
Kiinalaisvalmistaja jätti ilmaan muitakin kysymyksiä.
– Automallista, johon natriumioniakut tulevat, ei annettu tarkempia tietoja eli on vielä epäselvää minkä kokoluokan autoihin akut tulevat. Todennäköisesti kyse on pikkuautoista. Aikataulukin jäi avoimeksi eli sielläkin ollaan vielä prototyyppivaiheessa eikä siis sarjatuotannossa, Paakkinen sanoo.
Akkuihin kokeillaan kaikkea
Aalto-yliopiston hydrometallurgian professorin Mari Lundströmin mukaan akkuihin soveltuvan litiumin tarve nousee 42-kertaiseksi vuoteen 2040 mennessä kun taas koboltin tarve olisi 21-kertainen ja nikkelin 19-kertainen.
Litium, koboltti tai nikkeli eivät kuitenkaan tule riittämään ilman tehokasta kierrätystä tai uusia kaivoksia. Uusia keksintöjäkin tarvitaan. Pelkona on että esimerkiksi sähköautojen akkujen hinnat karkaavat käsistä. Siksi tutkijat etsivät uusia halpoja materiaaleja akun luomiseksi.
Edistystäkin on tapahtunut.
Esimerkiksi litium-rautafosfaattiakuissa koboltista ja nikkelistä on jo päästy eroon ja näitä akkuja kokeilee jo muun muassa Tesla ja Volkswagen. Motivan mukaan litium-rautafosfaattiakku on litiumia sisältävistä akuista ympäristöystävällisin, sillä se ei sisällä raskasmetalleja.
Natriumioniakussa myös litium korvautuisi helposti saatavalla ja halvalla suolalla. Tässä teknologiassa kiinalaisvalmistaja kertoo nyt edenneensä.
Tutkijoiden pöydillä on pyörinyt paljon muitakin materiaaleja ja menetelmiä. Esimerkiksi Stora Enso on valmistanut puusta saatavasta ligniinistä kovahiiltä, jolla voisi korvata akkujen fossiilipohjaista grafiittia.
Suola-akut muiden rinnalle
Uudet akkukeksinnöt eivät myöskään tule syrjäyttämään automaattisesti vanhaa.
– Uudet keksinnöt eivät automaattisesti tarkoita litium-akkujen tai edes ”lyijyakkujen” korvaamista, vaan ne tulevat siihen rinnalle täyttämään kasvavia markkinatarpeita, Lundström sanoo.
Samoilla linjoilla on Paakkinen.
– Joissakin akuissa vaaditaan keveyttä, toisissa pakkautumista pieneen tilaan, joissakin vaaditaan suurta tehoa ja toisissa taas edullista hintaa. Nämä vaatimukset on osittain toisiaan poissulkevia. Luultavasti tulevaisuuden akuissa on käytössä useita eri tarpeisiin parhaiten soveltuvia kemioita.
Tästä huolimatta kiinalaiset voivat onnistuessaan napata vaikkapa juuri sähköautojen suola-akulla isonkin siivun markkinoista.
– Siinä voi taas siirtyä riippuvuutta Kiinan suuntaan, jos täällä reagoidaan liian hitaasti. Eurooppalaisten on syytä olla hereillä, Paakkinen sanoo.
Voit keskustella aiheesta 26.4. klo 23 saakka.