Japanilainen keksintö voi mullistaa sähköautoilun, jossa on viime vuosina juututtu puhumaan latausnopeuksista ja toimintamatkoista.
Tulevaisuudessa sähköauton akku latautuu todella nopeasti ja vie erittäin pitkälle, jos japanilaisryhmän läpimurto etenee massatuotantoon. Joel Maisalmi
Jos sähköauton akku on nykyistä kevyempi mutta latautuu nykyistä nopeammin ja mahdollistaa pidemmän toimintamatkan, puhutaan akkuvallankumouksesta.
Näin hurjaan ilmaukseen on intoutunut saksalainen Bild uutisoidessaan japanilaisista tutkimustuloksista, jotka lupaavat hyvää sähköautoilulle – ja kaikelle muullekin sähköiselle liikenteelle.
Japanilaisryhmän läpimurrosta ovat kirjoittaneet intoa puhkuen monet muutkin julkaisut, esimerkiksi saksalainen Chip.de ja amerikkalainen The Cool Down.
Kyse on siitä, että Japanin kansallisen materiaalitieteen instituutin (NIMS) tutkijaryhmä ja hiiliasiantuntemusta tuonut Toyo Tanso -yhtiö ovat kehittäneet uudenlaisen elektrodin niin kutsuttuihin litium-ilma-akkuihin.
Toimiva prototyyppi
Energiatehokkaista litium-ilma-akuista on kohistu aiemminkin, mutta niitä ei ole saatu lähellekään massatuotantoa tai kuluttajakäyttöä. Esteiksi ovat nousseet esimerkiksi akkujen monimutkainen valmistaminen ja lyhyt käyttöikä.
Japanilaiset ovat nyt ratkoneet aiempia ongelmia ja pystynet rakentamaan toimivan akkuprototyypin. Merkittävässä roolissa on ollut Toyo Tanson kehittämä uusi hiilimateriaali CNovel.
Bildin mukaan litium-ilma-akkujen juju on se, että ne ovat paljon kevyempiä kuin perinteiset litiumioniakut – vieläpä huomattavasti suuremmalla energiatiheydellä.
Jo vuonna 2021 NIMS:n tutkijat esittelivät litium-ilma-soluja, joiden energiatiheys oli 500 wattituntia kilogrammaa kohti. Vertailun vuoksi: nykyaikaiset sähköautojen akut ovat vain 150–250 Wh/kg.
Kurkistus täyssähköauton konepellin alle, jonne ajoakusto toimittaa energiaa. Jari Kainulainen
Kohti massatuotantoa
Uudenlaiset litium-ilma-akut sekoittavat ilmakehästä saatavaa happea litiumin kanssa tuottaakseen energiaa lataus-purkausprosessin kautta. Tähän asti muut ilmakehän yhdisteet, kuten hiilidioksidi ja vesihöyry, ovat kuitenkin estäneet akun vakaan toiminnan.
Vasta CNovel-hiilimateriaali on mahdollistanut elektrodien valmistamisen kontrolloidulla huokosrakenteella. Tämän rakenteen ansiosta akun suorituskykyä on voitu merkittävästi parantaa. Myös akun käyttöikä on kasvanut.
Korkea teho tarkoittaa sitä, että laitteet – mukaan lukien autot – pysyvät pidempään ladattuina, latautuvat nopeammin ja vaativat vähemmän energiaa toimiakseen.
TCD-sivuston mukaan litium-ilma-akku on paitsi tehokkaampi kuin litiumioniakku myös ympäristöystävällisempi.
Lisäksi tutkijat ovat ottaneet tärkeän askeleen kohti massatuotantoa. He ovat kehittäneet menetelmän, jolla voidaan valmistaa suurempia elektrodeja. NIMS:n mukaan tämä on vankka tekninen perusta suurempien akkukennojen skaalaamiselle.
– Uusi erittäin korkean energiatiheyden tekniikka voisi tulevaisuudessa mahdollistaa kevyet pienet akut, joiden toimintamatka on 1000 kilometriä tai enemmän, Bild kirjoittaa.