Artikkelit

Kiinteän olomuodon akut (niin sanotut solid state -akut) tuottavat enemmän energiaa pienemmässä koossa ja turvallisemmin, mutta niissä on myös haasteensa.

Sähköautomarkkinoilla alkuvaiheessa pahasti jälkeen jäänyt Toyota saattaa hyvinkin kiriä takamatkaansa pian umpeen. Japanilaisvalmistaja on kertonut tuovansa ensimmäisen kiinteän olomuodon akustolla varustetun sähköauton markkinoille vuonna 2025. Sitä ennen ehtii kuitenkin tapahtua paljon, ja on jo tapahtunutkin: Kiinalainen NIO on jo esitellyt oman kiinteän olomuodon akkunsa. Yksi asia on varma: solid state -akut ovat seuraava sähköautoilun mullistus.

Kiinteän olomuodon akkujen etuna on paitsi pidempi elinikä, myös pidempi ajomatka yhdellä latauksella sekä nopeampi latausaika. Kuulostaa siis varsin hyvältä, ainakin paperilla.

Toyotan lisäksi moni muukin autovalmistaja tähtää uuden teknologian akkujensa kanssa vuoteen 2025.

Solid state -akkuteknologia viittaa akuissa käytettäviin kiinteisiin elektrodeihin ja elektrolyytteihin. Nykyisissä sähköautojen akustoissa hyödynnetään nestemäisiä elektrolyyttejä.

Litiumioniakkuja käytetään monissa laitteissa aina älypuhelimista tietokoneisiin, työkoneisiin ja sähköautoihin. Litiumioniakkujen korvaajaksi on povattu myös niin sanottuja suola-akkuja, joita kehitetään aktiivisesti muun muassa Kiinassa. Suola-akku valmistetaan hiilestä, suolasta, rikistä ja hiekasta. Niiden kehitystyö on vielä pahasti kesken.

Kiinteän olomuodon akkujen haasteena, ja samalla tutkijoiden mielenkiinnon kohteena on niin sanottu sähköinen kaksoiskerros, joka on tyypillinen ilmiö solid state -akuissa. Sähköinen pintavaraus vetää puoleensa vastakkaisia ioneja ja seurauksena on sähkökemiallinen kaksoiskerros. Samaa ilmiötä ei havaita nykyisissä nestemäisten elektrolyyttien akkuteknologioissa. Osin tämän vaikeasti ennakoitavan ilmiön tämän takia kiinteän olomuodon akkuja ei ole vielä haluttu ottaa käyttöön sähköautoissa.

Kiinteän olomuodon akkuja on tutkittu tiiviisti muun muassa Yhdysvaltain avaruushallinnon NASAn toimesta. Tutkimuksissa on todettu, että teknologian avulla on mahdollista tuplata tai jopa triplata nykyisten sähköautojen ajomatka yhdellä latauksella. Tämä on mahdollista lyhentämällä nykyisten akustojen latausaikaa.

Solid state -akkujen etuna on parempi turvallisuus. Kiinteän olomuodon etuna on se, että niissä ei ole tulipaloriskiä toisin kuin nykyisissä litiumakuissa. Toisaalta akkuteknologian muut mahdolliset riskit eivät välttämättä ole vielä täysin tiedossa.

Kiinteän olomuodon akkujen haasteena on tällä hetkellä se, ettei niiden kierrätykseen ole kovin hyviä tapoja. Solid state -akkujen kiinteän olomuodon elektrodeja ja elektrolyyttejä on vaikea erottaa toisistaan, mikä lisää kierrätyksen haasteita.

Oletettavaa on, että teknologian yleistyessä kierrätysongelma ratkaistaan. Osa asiantuntijoista pelkää kuitenkin, että solid state -akut voivat aiheuttaa luonnolle merkittävää vahinkoa verrattuna nykyakkuihin.

Hei! Luitko jo tämän?

Apple-käyttäjän ei kannata haaveilla Galaxy Ringistä: Tässä syy