{"id":7082,"date":"2025-09-29T06:51:06","date_gmt":"2025-09-29T06:51:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/7082\/"},"modified":"2025-09-29T06:51:06","modified_gmt":"2025-09-29T06:51:06","slug":"eesti-materjaliteadlane-vaarindas-vanade-akude-grafiidi-uute-tooraineks-tehnika","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/7082\/","title":{"rendered":"Eesti materjaliteadlane v\u00e4\u00e4rindas vanade akude grafiidi uute tooraineks | Tehnika"},"content":{"rendered":"

Vanu liitium-ioonakusid \u00fcmber t\u00f6\u00f6deldes tekib praegu hulganisti grafiiti, millega pole enam midagi teha. N\u00fc\u00fcd \u00f5nnestus Eesti keemilise f\u00fc\u00fcsika nooremteaduril valmistada oma doktorit\u00f6\u00f6s<\/a> sellest toorainet uut t\u00fc\u00fcpi akudele.<\/p>\n

Liitium-ioonakusid v\u00f5ib t\u00e4nap\u00e4eval leida pea k\u00f5ikjalt. “Lisaks telefonile ja s\u00fclearvutile kasutatakse neid akut\u00f6\u00f6riistades ja elektriautodes. Samuti suuremates statsionaarsetes energialahendustes, n\u00e4iteks akupankades p\u00e4ikeseenergeetika salvestamiseks,” loetleb Keemilise ja Bioloogilise F\u00fc\u00fcsika Instituudi nooremteadur Reio Praats.\u00a0<\/p>\n

Kui akudes peituvaid v\u00e4\u00e4rtuslikumaid metalle, nagu koobaltit v\u00f5i niklit, osatakse juba taaskasutada, siis akudes sisalduv grafiit on j\u00e4\u00e4tmena murelaps. See s\u00fcsinikup\u00f5hine materjal m\u00e4ngib v\u00f5tmerolli laengute talletamisel ja moodustab aku massist tavaliselt kuni neljandiku. “Praegu kaevandatakse \u00fcle 80 protsendi naturaalsest grafiidist Hiinas ja \u00fcle 90 protsendi akude tegemiseks kasutatavast grafiidist toodetakse Hiinas. Sealt tuleb meie jaoks Euroopa Liidus varustuskindluse probleem,” osutab Praats.<\/p>\n

“K\u00f5ik tulemused olid \u00fcsna mitteootusp\u00e4rased: suutsime teha pr\u00fcgist v\u00e4\u00e4rtusliku materjali.”<\/p>\n

Oma \u00e4sja Tallinna Tehnika\u00fclikoolis kaitstud doktorit\u00f6\u00f6s proovis ta sestap kasutatud akugrafiidist midagi uut teha. T\u00e4psemalt kasutas ta toorainena Li-ioonakude \u00fcmbert\u00f6\u00f6tlemise j\u00e4\u00e4kfraktsiooni, mis p\u00f5hiliselt koosneb grafiidist, kuid sisaldab ka pisut metallij\u00e4\u00e4ke. T\u00f6\u00f6 tulemusel suutis Praats valmistada sellest elektrokatal\u00fcsaatoreid ehk olulisi materjale uut t\u00fc\u00fcpi metall-\u00f5hk akude valmistamiseks.\u00a0<\/p>\n

V\u00f5rreldes Li-ioonakudega kasutavad metall-\u00f5hk akud nooremteaduri s\u00f5nul v\u00e4hem raskesti hangitavaid ja strateegilisi materjale. See muudab need odavamaks ja keskkonnale v\u00e4hem koormavaks. Metall-\u00f5hk akusid poleks aga v\u00f5imalik teha ilma elektrokatal\u00fcsaatorita. “K\u00f5ik tulemused olid \u00fcsna mitteootusp\u00e4rased: suutsime teha pr\u00fcgist v\u00e4\u00e4rtusliku materjali,” s\u00f5nab Praats.<\/p>\n

Vanast uueks<\/p>\n

Seni on Reio Praatsi v\u00e4\u00e4rindatud grafiit olnud sisuliselt praht. “Kui oleme mingi maavara kord v\u00e4lja kaevandanud, ei taha me ju, et see kohe raisku l\u00e4heks. Seet\u00f5ttu oleks v\u00e4ga m\u00f5istlik see \u00fcmber t\u00f6\u00f6delda: kas uuesti akude v\u00f5i siis muude energiatehnoloogiate jaoks,” arutleb ta.<\/p>\n

Vanu Li-ioonakusid saab \u00fcmber t\u00f6\u00f6delda p\u00fcro- ja h\u00fcdrometallurgiliste meetoditega. Esimesel juhul p\u00f5letatakse grafiit lihtsalt \u00e4ra. Teisel juhul vanad akud purustatakse ja sellest eraldatakse osa \u00fchendeid. J\u00e4rele j\u00e4\u00e4b niinimetatud must mass. “See koosneb peamiselt kahest akuelemendist: katoodi aktiivsest materjalist, kus on v\u00e4\u00e4rtuslikud metallid, nagu liitium, koobalt, mangaan ja nikkel, ning grafiidist,” kirjeldab Praats. Kui v\u00e4\u00e4rtuslikumad metallid leostumise k\u00e4igus sealt k\u00e4tte saadakse, j\u00e4\u00e4b j\u00e4rele musta massi leostumisj\u00e4\u00e4k. “Selle j\u00e4\u00e4kfraktsiooni v\u00e4\u00e4rindamine oligi minu doktorit\u00f6\u00f6 p\u00f5hi\u00fclesanne,” meenutab nooremteadur.<\/p>\n

“Kui oleme mingi maavara kord v\u00e4lja kaevandanud, ei taha me ju, et see kohe raisku l\u00e4heks.”<\/p>\n

Oma t\u00f6\u00f6s proovis ta musta massi leostumisj\u00e4\u00e4gist valmistada elektrokatal\u00fcsaatoreid. Need on materjalid, mis aitavad kiirendada teatud keemilisi reaktsioone. Praatsi huvitasid tema t\u00f6\u00f6s eesk\u00e4tt hapniku redutseerumise ja hapniku eraldumise reaktsioon. “Hapniku redutseerumise reaktsiooni saab \u00e4ra kasutada elektrienergia tootmiseks: n\u00e4iteks vesinikk\u00fctuseelementides v\u00f5i uut t\u00fc\u00fcpi metall-\u00f5hkakudes, mida ma olengi \u00fcritanud arendada,” p\u00f5hjendab ta.<\/p>\n

Metall-\u00f5hkaku toimimisel on olulised m\u00f5lemad Praatsi huvitanud reaktsioonid. Kui kasutada seda elektrienergia saamiseks, toimub akus hapniku redutseerumine. Kui aga sama akut t\u00e4is laadida, toimub seal hapniku eraldumise reaktsioon. “Selleks, et need reaktsioonid toimuksid t\u00f5husamalt ja kiiremalt, ongi neid elektrokatal\u00fcsaatori materjale sinna vaja,” seletab nooremteadur.<\/p>\n

J\u00e4\u00e4gitonnid ootavad<\/p>\n

Praegu p\u00f5hinevad elektrokatal\u00fcsaatorid enamasti \u00fclikallitel ja haruldastel v\u00e4\u00e4rismetallidel, nagu plaatinal ja iriidiumil. “Neid on maakoores h\u00e4sti v\u00e4he ja neid tahetakse asendada mittev\u00e4\u00e4rismetallidel p\u00f5hinevate katal\u00fcsaatormaterjalidega,” t\u00e4psustab Reio Praats. Oma doktorit\u00f6\u00f6s p\u00fc\u00fcdis ta pakkuda neile soodsamat ja keskkonnahoidlikumat alternatiivi.\u00a0<\/p>\n

Tema hinnangul oli v\u00e4ga hea, et musta massi leostumisj\u00e4\u00e4k pole puhas grafiit, vaid sisaldab ka akumetallide j\u00e4\u00e4ke. “Kui muidu on akude \u00fcmbert\u00f6\u00f6tlejatel probleem, et lisandid on seal sees ja neid pole lihtne k\u00e4tte saada, siis minu jaoks on need just head. Elektrokatal\u00fcsaator-materjalide jaoks on vaja just neid metalle, mis j\u00e4\u00e4kfraktsiooni sees on,” s\u00f5nab ta.<\/p>\n

“\u00dcks t\u00f6\u00f6 eesm\u00e4rkidest oligi arendada ringmajandust, et me ei kaotaks nii palju v\u00e4\u00e4rtuslikke ressursse.”<\/p>\n

V\u00f5rdluses v\u00e4\u00e4rismetallidel p\u00f5hinevate katal\u00fcsaatoritega andsid Praatsi omad katsetes isegi parema tulemuse. “Ilmselgelt on \u00f5hus mitmeid k\u00fcsim\u00e4rke, sest metall-\u00f5hkakude arendust\u00f6\u00f6 on veel \u00fcsna lapsekingades ja t\u00e4ielikult v\u00e4lja arenenud standardeid pole,” m\u00f6\u00f6nab ta.<\/p>\n

Praats ise akusid t\u00f6\u00f6 tarbeks \u00fcmber ei t\u00f6\u00f6tanud, vaid kasutas olemasolevaid t\u00f6\u00f6stusj\u00e4\u00e4ke. Tema s\u00f5nul ootab praeguseks v\u00e4\u00e4rindamist sadu tuhaneid tonne musta massi leostusj\u00e4\u00e4ki, millega midagi teha ei osata. “\u00dcks t\u00f6\u00f6 eesm\u00e4rkidest oligi arendada ringmajandust, et me ei kaotaks nii palju v\u00e4\u00e4rtuslikke ressursse. Teisest k\u00fcljest j\u00e4llegi arendaks edasi uusi energiasalvestustehnoloogiaid, et me saaks paremini salvestada meie rohelisi energiatootmise viise ehk siis n\u00e4iteks p\u00e4ikese- ja tuuleenergiat,” \u00fctleb ta.<\/p>\n

Reio Praats kaitseb doktorit\u00f6\u00f6<\/a> “Upcycling Li-Ion Battery Waste into Sustainable Electrocatalysts for Zinc-Air Battery Application” (“Liitiumioonakude j\u00e4\u00e4tmete v\u00e4\u00e4rindamine ressursit\u00f5husateks katal\u00fcsaatormaterjalideks tsink-\u00f5hk akude tarvis”) 29. septembril Tallinna Tehnika\u00fclikoolis. Doktorit\u00f6\u00f6 valmis Keemilise ja Bioloogilise F\u00fc\u00fcsika Instituudis (KBFI). T\u00f6\u00f6d juhendasid KBFI vanemteadur Kerli Liivand ja KBFI vanemteadur Ivar Kruusenberg. Oponeerisid Tim-Patrick Fellinger Saksa Materjalide uurimise ja katsetamise f\u00f6deraalinstituudist (BAM) ja kaasprofessor Cristina Pozo Gonzalo Hispaania Riiklikust Teadusn\u00f5ukogust.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Vanu liitium-ioonakusid \u00fcmber t\u00f6\u00f6deldes tekib praegu hulganisti grafiiti, millega pole enam midagi teha. N\u00fc\u00fcd \u00f5nnestus Eesti keemilise f\u00fc\u00fcsika…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":7083,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[14],"tags":[390,5594,5601,131,130,37,33,35,34,36,5599,5592,5595,5598,5602,5600,5603,5604,5596,5593,5597],"class_list":{"0":"post-7082","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-ari","8":"tag-aku","9":"tag-akud","10":"tag-akude-umbertootlus","11":"tag-ari","12":"tag-business","13":"tag-ee","14":"tag-eesti","15":"tag-eesti-keel","16":"tag-estonia","17":"tag-estonian","18":"tag-grafiit","19":"tag-kbfi","20":"tag-keemilise-ja-bioloogilise-fuusika-instituut","21":"tag-liitium","22":"tag-liitium-ioonakud","23":"tag-liitiumioonaku","24":"tag-metall-ohkaku","25":"tag-reio-praats","26":"tag-ringmajandus","27":"tag-tallinna-tehnikaulikool","28":"tag-umbertootlemine"},"share_on_mastodon":{"url":"","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7082","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7082"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7082\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7083"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7082"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7082"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7082"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}