Turun yliopiston materiaalitekniikan ja -kemian tutkimusryhmä on kehittänyt lupaavia materiaaleja vesipohjaisiin virtausakkuihin, jotka ovat keskeinen teknologia energian varastoinnissa.

Mikäli keksintö kaupallistetaan, uusi akkuteknologia voi tehdä energian varastoinnista nykyistä kustannustehokkaampaa ja kestävämpää.

Uudenlaiset materiaalit syntyivät väitöskirjatutkija, erikoiskemisti Ali Tunan, väitöskirjatutkija Vahid Abbasin ja tutkijatohtori Chanez Maouchen muodostamassa ryhmässä, jota johtaa materiaalitekniikan professori Pekka Peljo.

Nykymateriaalit riippuvaisia Venäjästä ja Kiinasta

Toisin kuin perinteiset litiumioniakut virtausakut on suunniteltu paikallisen energiavarastoinnin pieniin ja suuriin sovelluksiin.

”Erilaisia akkujärjestelmiä on jo käytössä eri maissa, esimerkiksi tuuli- ja aurinkovoimaloiden yhteydessä”, Ali Tuna kertoo tiedotteessa.

Nykyisissä akkujärjestelmissä käytetty teknologia ja materiaalit ovat hänen mukaansa kuitenkin kalliita ja ympäristölle haitallisia. Ne pohjautuvat kemiallisiin reaktioihin, joissa tarvitaan vaarallisia kemikaaleja.

”Lisäksi ne perustuvat pääosin materiaaleihin, jotka lisäävät Euroopan riippuvuutta esimerkiksi Kiinan ja Venäjän raaka-aineista, sillä niitä ei ole saatavilla riittävästi Euroopasta.”

Halpa, myrkytön vaihtoehto

Uusi turkulaismateriaali on sen sijaan edullinen, ympäristölle hellävarainen ja myrkytön. Se ei vaadi vaarallisia kemikaaleja, ja akkujärjestelmissä käytettävä neste on suolavettä.

Keksintö syntyi, kun ryhmä tutki uusia molekyyleja, joita ei aiemmin ollut sovellettu energian varastointiin.

”Saimme idean, että tämä materiaali voisi soveltua akkuihin ja aloimme testata molekyylejä akkujärjestelmissä”, Tuna selvittää.

Tutkijat huomasivat, että materiaalilla on erinomainen hapenkesto ja vakaus, mikä tarkoittaa pidempää akun käyttöikää ja parempaa hyötysuhdetta.

Sillä on myös korkea palautuvuus, ja sen lataus- ja purkusykli on pitkäikäinen. Akkua voidaan siis ladata monta kertaa ilman, että sen kapasiteetti heikkenee.

”Lisäksi materiaalin tuottamiseen tarvittavia mineraaleja löytyy Suomesta ja joistakin muista EU-maista.”

Patentti haussa

Tutkimusryhmän oivallus voi auttaa ratkaisemaan yhden uusiutuvan energian suurimmista haasteista.

Esimerkiksi Suomessa on runsaasti tuulivoimaa, mutta ylijäämäenergia menee varastointikeinon puutteessa usein hukkaan.

”Akkujärjestelmämme voisi varastoida kesällä tuotettua ylimääräistä energiaa talvikäyttöön ja tarjota luotettavan ja pitkäaikaisen ratkaisun energianhallintaan”, Tuna kuvailee.

Järjestelmiä voitaisiin rakentaa sekä laajamittaiseen varastointiin että pieneen kotikäyttöön. Sekä rakentaminen että ylläpito on tutkijoiden mukaan nykymenetelmiä halvempaa.

Ryhmä on hakenut keksinnölleen patenttia Suomessa.

Päivi Ikonen