Akkutekniikan historia

224 vuotta sitten italialaisfyysikko Volta teki monumentaalisen keksinnön, josta alkoi akkujen taival – Tällainen on koko akkutekniikan historia

Akkuteknologia kehittyi kummallisista sähkökokeista nykyelämän välttämättömyydeksi, joka syöttää virtaa kaikenlaisille laitteille autoista älylaitteisiin. Seuraavaksi se avaa tien uusille energialähteille. Porakone, henkilöauto, langattomat kuulokkeet ja kannettava tietokone. Kuvauskopteri, urheilu­kello, sähkö­hammas­harja ja älypuhelin. Esimerkkejä on loputtomasti.
Voltan pylväs. KUVA: LUIGI CHIESA (CC BY 3.0)
Kaikkien näiden jokapäiväisten laitteiden toiminnan taustalla on muuan piilossa pysyvä, mutta samalla välttämätön komponentti. Niiden toiminta muuttuisi mahdottomaksi ilman akkuja. Juuri akkutekniikka on määritellyt tietotekniikan kehittymistä sellaiseksi, jollaisena me sen tänään ympärillämme koemme. Jokainen akku­tekno­lo­gian kehitysaskel rikkihappoliuokseen upotetuista lyijylevyistä aina älypuhelinten litiumioniakkuihin on mullistanut myös tietotekniikkaa.

 

Akut eivät ole tärkeitä vain arkipäiväiselle elektro­niikalle. Ne myös vähentävät päästöjä ja melua rakennustyömaiden ja kaivosten koneissa, käynnistävät polttomoottoriautojen ja lentokoneiden moottoreita, tarjoavat virtaa varastoroboteille ja sähköautoille, pelastavat henkiä terveydenhuollon sydämentahdistimissa, kannettavissa hengityskoneissa ja ekg-laitteissa.

Silti akuilla on yhä kiusalliset puutteensa. Uusimmissakin puhelimissa akun varaus kestää vain pari päivää. Täyssähköautoissa akku voi muodostaa yli puolet auton hinnasta, mutta sähköautojen toimintasäde on vaatimaton verrattuna polttomoottoriautoihin. Tulevaisuuden akkuteknologiat ovat kuitenkin tuomassa yhä tehokkaampia akkutyyppejä, jotka eivät vain lisää akkujen energiatehokkuutta ja lyhennä latausaikoja, vaan lupaavat mullistaa koko maailmamme.

Vuonna 1936 Khuyut Rabbou’an kylästä läheltä Bagdadia löydettiin merkillisiä esineitä. Asvaltilla suljettujen saviruukkujen sisällä oli kuparista muotoiltu sylinteri ja rautatanko. Ruukut näyttivät siltä kuin ne olisi tehty jo parisataa vuotta ennen ajanlaskun alkua.

Ruukut löytänyt saksalaisarkeologi Wilhelm König pohti, että purkit saattoivat olla muinaisia paristoja. Saattoihan niiden sisältöä ajatella galvaanisina kennoina, jotka koostuivat kahdesta metallista ja joissa oli vieläpä merkkejä mahdollisena elektrolyyttinä käytetystä etikasta tai viinistä.

Jotkut uskovat, että Bagdadin ruukkuja olisi käytetty korujen kultaukseen. Epäilevämpien näkemysten mukaan kyse oli pikemminkin uskonnollisista esineistä tai hoitovälineestä kivun lievitykseen. Erään tulkinnan mukaan ruukuissa oli yksinkertaisesti säilytetty papyrukselle kirjoitettuja tekstirullia.

Varmuutta Bagdadin ruukkujen käyttötarkoituksesta ei ole saatu, mutta yksinkertaisen akun toiminta on ollut tiedossa jo pitkään.

Akun latausprosessissa laturilla syötetty sähkö­energia tallentuu akun kennoihin kemialliseen muotoon. Käytön aikana akku vapauttaa varastoidun kemiallisen energian takaisin sähköenergiaksi, joka syötetään laitteeseen.

1800: Voltan pylväs

Kun italialainen fyysikko ­Alessandro Volta kokeili erilaisten metalli­kappaleiden asettamista kielelleen, hän ei tuntenut vain hennon sähkövirran tuottamaa ikävää makua suussaan. 1700-luvun lopulla kokeitaan tehnyt Volta haastoi aikansa käsitykset sähköisistä ilmiöistä ja loi samalla lähtö­kohtia myös nykyaikaiselle akkutekniikalle.

Volta vastusti maanmiehensä Aloisio Luigi Galvanin teoriaa eläinsähköstä. Galvani oli tehnyt kokeita, joissa hän kosketteli kuolleiden sammakoiden hermoja metallijohtimilla. Alessandro Voltan havainnot kuitenkin osoittivat, että sähkövirtaa voitiin tuottaa ilman eläimiä. Vaikka Voltan metallisähköteoria ei osunut sekään nappiin, Voltan pioneerityö johti siihen, että jännitteen yksikkö nimettiin voltiksi.

Varhaisessa sähkötutkimuksessa oli tärkeällä sijalla muiden muassa italialainen kemisti Giovanni Fabroni. Hän hoksasi, että sähkövirran tuottaminen vaati nestettä eli kyse oli myös kemiallisesta ilmiöstä.

Tällaiset havainnot johtivat vuonna 1800 Voltan pylväänä tunnettuun mullistavaan keksintöön. Voltan pylväs koostui päällekkäin asetetuista kupari- ja sinkkilevyistä, joiden väliin oli työnnetty suolavedellä tai natriumhydroksidilla kostutettu pahvi. Ilman minkäänlaista lataamista toiminut varhainen paristo johti pian uusien sähkökokeiden aaltoon, ja samalla sähkökemia sai alana alkunsa.

Akkujen perusta.  1800-luvun taitteessa sähkötekniikan alalla tapahtui merkittäviä läpimurtoja, jotka muokkasivat tulevaisuuden teknologioita ja niiden kaupallistamista.  KUVA: SIMO SAHLA

Akku koostuu kolmesta komponentista: anodista, katodista ja elektrolyytistä. Anodi on akun negatiivinen elektrodi, josta elektronit lähtevät liikkeelle. Elektronien vapautuminen perustuu kemiallisiin reaktioihin. Katodi on akun positiivinen elektrodi, joka vastaanottaa anodista vapautuneet elektronit.

Sähkövirta akussa syntyy, kun elektronit kulkevat anodista katodiin ja positiiviset ionit liikkuvat samanaikaisesti elektrolyytin kautta katodista anodiin. Elektrolyytti on keskeinen osa tätä prosessia, sillä se mahdollistaa ionien liikkumisen ja ylläpitää akun sähkökemiallista reaktiota.

Alan kirjallisuus nostaa esiin monia sähkötekniikan kaupallistamisyrityksiä jo kauan ennen nykyisiä akkutyyppejä. Ismo Lindell kuvaa Sähkön pitkä historia -kirjassaan ensimmäistä tuotantokäyttöön soveltuvaa sähköparistoa, joka koostui puuastiaan kaadetussa rikkihappoliuoksessa kylpevistä kupari- ja sinkkilevyistä. Sen kehitti 1800-luvun alussa englantilainen William Cruickshank.

Lindell mainitsee myös ranskalaisen ­Georges ­Leclanchén varhaiset paristot, joita tarvittiin 1800-­­luvun puolivälin jälkeen esimerkiksi lennättimissä ja rautateiden viestilaitteissa. Tällaiset sähkö­kemialliset keksinnöt eivät kuitenkaan vielä tarkoittaneet varsinaisia ladattavia akkuja.

1859: Lyijyhappoakku

Polttomoottoriauton konepellin alta löytyy suorakulmainen muovilaatikko, jossa on kaksi metallista kohoumaa. Nämä kohoumat ovat akun navat. Positiivinen napa tavataan merkitä plusmerkillä ja punaisella värillä, miinusnapa mustalla tai sinisellä.

Tämä jokaiselle polttomoottorilla varustetulle autolle välttämätön laatikko perustuu ranskalaisen fyysikon Gaston Plantén vuonna 1859 tekemään keksintöön. Plantén akku koostui toisistaan eristetyistä lyijylevyistä, jotka oli upotettu laimennetulla rikkihapolla täytettyyn lasitölkkiin.

Lyijyhappoakku oli ymmärrettävästi elintärkeä tekijä varsinkin autoteollisuuden ja nykyaikaisen liikenteen kasvulle. Lyijyhappoakun kyky kestää toistuvia lataus- ja purkukierroksia teki siitä luotettavan energianlähteen polttomoottoriauton käynnistämiseen.

Nykyään sovelluskohteita lyijyhappoakuille löytyy monesta muustakin paikasta, kuten aurinko- ja tuuli­voima­järjestelmistä sekä sähköisistä pyörä­tuoleista ja trukeista.

1899: NiCd-akku keksitään

1950-luvulla maailma toipui toisen maailmansodan jälkeisistä haavoista ja kiihdytti vauhdilla kohti uutta, teknisesti kehittyneempää aikakautta. Jukeboksit soittivat rock’n’rollia samalla kun autojen koko kasvoi ja jääkaapit, pesukoneet ja televisiot yleistyivät kodeissa. Suurvallat aloittivat kilpailun rakettitekniikan kehittämisestä ja avaruuden valloittamisesta.

Sähköistymiselle antoi vauhtia nikkelikadmium­akkujen (NiCd) tulo markkinoille. NiCd-akkujen energia­tiheys, parempi käyttöikä ja latauskierrosten kesto olivat selvä harppaus verrattuna esimerkiksi painaviin lyijy­akkuihin ja käytön aikana suorituskykyä menettäneisiin hiili­sinkki­paristoihin.

Nikkelikadmium­akkujen tulo markkinoille antoi vauhtia sähköistymiselle.

NiCd-akut olivat saaneet alkunsa ruotsalaisen keksijän ja insinöörin Waldemar Jungnerin kokeiluista. Jungner kehitti ensimmäisen nikkelikadmium­akun jo vuonna 1899. Keksinnön jalostaminen massatuotantoon vaati kuitenkin paljon työtä materiaalien ja valmistus­tapojen kehittämiseksi.

Tavallisilta nykyparistoilta näyttäneet NiCd-akut tarjosivat virtaa esimerkiksi kannettaville radioille ja radio-­ohjattaville autoille. Suurempia tehoja vaativiin työkaluihin ja esimerkiksi armeijan tarpeisiin akut voitiin koota useista akkukennoista muodostuviin paketteihin.

Nykyisin NiCd-akkuja käytetään etupäässä vaativissa ammattikäyttökohteissa, kuten rautateillä ja ilmailussa. Ilmailualalla niitä tarvitaan lento­koneen moottorien käynnistämiseen ja hätävaloihin sekä varavoiman tarjoamiseen lennonvalvonnan laitteille ja merkinantojärjestelmille.

1980-luku: Nimh tuotantoon

Seuraava akkuratkaisu löytyi nikkelimetalli­hydridi­akuista (nimh), joita kehitettiin muiden akkujen tavoin tutkimuslaitosten ja esimerkiksi Daimler-Benzin ja Volkswagen AG:n kaltaisten autoteollisuuden jättiläisten yhteisponnistuksena.

Nimh-akut pysyivät pitkään laboratoriokokeiluina, kunnes metallihydrid­ielektrodien kehittämisessä päästiin niin pitkälle, että tutkimustulokset saatiin muunnettua 1980-luvun lopulla kaupallisiksi tuotteiksi. 

Euroopan unionin alueella turvallisten nimh-­akkujen käyttö kuluttajalaitteissa kiihtyi myös kiristyneen ympäristölainsäädännön asettaessa rajoituksia vaarallisen kadmiumin käytölle.

Nykyisin tunnemme nimh-akut tavallisina aa- ja aaa-tyypin akkuina, jotka korvaavat kertakäyttöisiä sormiparistoja erilaisissa pienissä laitteissa. Samalla nimh-akut loivat pohjaa akkutekniikan seuraavalle merkittävälle ­harppaukselle.

1991: Litiuminoniakku

”Jotkut ihmiset tekevät perustutkimusta – ja nimenomaan se on tärkeää. Loppujen lopuksi juuri perustutkimuksesta syntyvät todelliset ideat käytännön sovelluksia varten.”

Näin sanoo valkohapsinen John B. Goodenough Youtube-haastattelussa, jonka brittiläinen Royal Society of Chemistry teki vuonna 2019. Tuolloin Goodenough sai kemian Nobel-palkinnon yhdessä M. Stanley Whittinghamin ja Akira Yoshinon kanssa litiumioniakkujen kehittämisestä.

Juuri Goodenoughin ja kumppaneiden tutkimustyön tulosten nykyversiot pyörittävät suurta osaa arjestamme. Esimerkiksi arkisen matkapuhelimen tai kannettavan tietokoneen kuorien alta löytyy litiumioniakku.

Litiumioniakkujen yleistyminen johti liikuteltavan elektroniikan vallankumoukseen.

Ensimmäisenä litiumioniakun kaupallisti Sony videokameroissaan vuonna 1991. Videokamerat olivat ehtineet tuolloin jo kutistua ammattilaisten olkapäillään kantamista järkäleistä käteen mahtuviksi laitteiksi. Kameroissa käytetyt nikkeli­kadmiumakut olivat kuitenkin vielä niin suuria, että kameran runkoon piti lisätä hankala möykky akkua varten.

Litiumioniakut tarjosivat parempaa energiatiheyttä pienemmässä koossa, mikä mahdollisti Sonyn kameroiden ulkomuodon virtaviivaistamisen. Pian Sonyn jälkeen monet muutkin valmistajat alkoivat soveltaa uutta tekniikkaa, mikä johti kannettavien tietokoneiden, digikameroiden ja muun liikuteltavan elektroniikan vallankumoukseen. Eivätkä kaikki litiumioniakut sijaitse edes maan päällä.

Hiirellä liikuteltavassa interaktiivisessa kuvassa näkyy pieniä valkoisia pisteitä. Verkkosivu satellitemap.spacen pisteet kuvaavat Starlink-, gps- ja Oneweb-satelliitteja. Klikkaamalla pisteitä kävijä voi saada lisätietoja tuhansien satelliittien nimistä, laukaisupäivistä ja ratakorkeuksista.

Tyypillisesti satelliitit saavat käyttövoimansa aurinkopaneeleista, mutta ne sisältävät varavirtalähteenä litiumioniakun. Litiumionitekniikan kompaktius soveltuu siis hyvin monenlaiseen käyttöön.

Energiatiheyden lisäksi litiumioniakuilla on muitakin etuja, kuten esimerkiksi itsepurkautumisen vähäisyys. Akut siis pystyvät säilyttämään latauksensa myös käyttämättöminä.

Juuri tällaisten etujen vuoksi litiumioniakku löytyy nykyisin jos jonkinlaisista laitteista monin eri tavoin pakattuna. Esimerkiksi älypuhelimissa akku tarkoittaa yhtä noin 3,7–4,2 voltin kennoa, joka pakataan yleensä eräänlaiseksi litteäksi pussiksi. Täyssähköautojen akkumoduulien sylinterimäiset akkukennot taas näyttävät tavallista jyhkeämmiltä paristoilta. Akkukennon sisälle on rullattu katodi- ja anodiliuskat eristekalvolla erotettuna.

Litiumioniakkujen myötä voitiin hylätä myös vanhat opetukset niin sanotusta muistiefektistä, jonka mukaan akku pitää purkaa loppuun asti ennen sen lataamista. Siksi nykyisten matkapuhelimien ja muiden laitteiden akkuja voi ladata huoletta myös kesken purkautumisen. Tai ainakin ilman suurempia huolia.

Jälleen uhkaava akkupalo yöaikaan: nukkumassa ollut vantaalainen perhe selvisi säikähdyksellä. Näin kertoi Yle marraskuussa verkkosivuillaan. Uutisen mukaan Vantaalla oli tuhoutunut sähköskootteri omakotitalon autotallissa. Pelastuslaitos onnistui kuitenkin sammuttamaan palon, eivätkä vahingot levinneet sen laajemmalle.

Ylen uutisen mukaan muuallakin Suomessa oli koettu viime aikoina akkupaloja. Aikaisemmin syksyllä Kouvolassa niitä oli peräti kaksi. Traagisemmassa tapauksessa keski-ikäinen nainen menehtyi latauksessa olleen sähköpyörän sytyttämään paloon.

Uutiset tulipaloista ja jopa räjähdyksistä kuulostavat pelottavilta ajatellen sitä, että riskit liittyvät juuri litiumioniakkuihin, eniten käyttämäämme akkutyyppiin. Useimmiten akkupalo juontuu valmistusvirheestä, akkukennon saamasta tällistä tai väärinkäytön tuottamasta viasta.

Akkupalo ei sammu, vaikka laite kiedottaisiin tiukasti sammutuspeitteeseen.

Akkupalot ovat nousseet otsikoihin läpi litium­ioniakkujen historian. Sähköturvallisuuden asiantuntija Vesa Linja-aho mainitsee Litium­ioni­akku­tekniikka-kirjassaan tunnetun akkupalo­esimerkin 2000-luvun puolivälistä. Tuolloin Dellin kannettavat tietokoneet roihahtelivat tuleen niin usein, että yritys joutui lopulta vetämään miljoonia akkuja takaisin markkinoilta.

Akkupalosta tekee hankalan lämpöryntäyksenä tunnettu itseään ruokkiva kuumeneminen. Litiumioniakun yhdisteet tuottavat palotilanteessa happea, joka takaa palamisen jatkumisen, vaikka laite kiedottaisiin tiukasti sammutuspeitteeseen. Sammutusvälineille on kuitenkin tarvetta sen vuoksi, ettei älypuhelimen akkupalo leviäisi esimerkiksi koko asuntoon.

Siksi turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukesin mukaan akkua ladatessa paikalla tulisi olla sekä palovaroitin että sammutuskalustoa. Samasta syystä matkapuhelinta ei kannata ladata yöllä. Nukkuva ihminen ei huomaa litiumioniakun kuumenemista eikä sitä seuraavaa savun tupruamista.

Sähköautojen akkupalo merkitsee paljon suurempaa vaaraa. Tesla Model S:n eri kokoonpanojen akkumoduuleissa on yli 7 000 akkukennoa. Siksi täyssähköauton akkupalon sammuttaminen ei maallikolta onnistu, vaan siihen tarvitaan ammattipelastajien apua.

Kaikeksi onneksi akkupalot ovat harvinaisia ja koskevat lähinnä matkapuhelimien kaltaisia, yhdellä kennolla varustettuja laitteita.

Raaka-ainetta.  Osa koboltin tuotannosta Kongon demokraattisessa tasavallassa tapahtuu pientuotantona, kuten tässä kuvassa vuodelta 2019. KUVA: AFREWATCH 2020 (CC BY-NC-ND 2.0)

Lapset louhivat kobolttia

Googlen kuvahaku sanoilla ”lithium triangle” tuo näkyviin Etelä-Amerikan länsipuolen kartalle vinosti piirrettyjä kolmioita. Kolmiot viittaavat litium­karbonaattiesiintymiin Argentiinan, Bolivian ja Chilen alueen suolatasangoilla. Juuri siellä sijaitsee yli puolet maailman litiumvarannoista. Litiumkolmion ohella litiumia tuotetaan myös Kiinassa ja Australiassa.

Akkujen tuotantoon liittyy monia kiemuraisia ympäristökysymyksiä, joiden merkitys kasvaa täyssähköautojen yleistymisen myötä. Yksittäinen sähköauto tarvitsee kilokaupalla litiumia, ja litiumin erottaminen suolasta suurissa haihdutusaltaissa kysyy valtavan määrän vettä.

Litiumiin liittyvät kysymykset ovat kuitenkin paljon helpompia pähkinöitä ratkaistaviksi kuin monissa litiumioniakuissa tarvittavan, harvinaisemman koboltin tuotanto.

Yli puolet maailman kobolttitarjonnasta tulee Kongon demokraattisesta tasavallasta, joka sijaitsee Keski-Afrikassa. Ongelmana on koboltin louhinnasta aiheutuva vaarallinen jäte. Osan hommasta vieläpä tekevät lapset. Huolta herättää myös se tosiasia, että merkittävä osuus koboltti­kaivoksista ja harvinaisten maametallien tuotannosta on kiinalaisyritysten hallussa.

Parhaillaan akkuteollisuus yrittää vähentää riippuvuutta koboltista muuttamalla akkujen rakennetta ja alentamalla akun kobolttipitoisuutta. Vaihtoehtoiset ratkaisut eivät kuitenkaan sovellu kaikkiin käyttökohteisiin. Siksi kierrätyksen toivotaan helpottavan raaka-aineiden tarvetta.

Toistaiseksi litiumin kierrättäminen ei kannata taloudellisesti. Siksi litiumioniakuista poimitaan talteen vain arvokkaimmat metallit kuten koboltti, mangaani, nikkeli ja kupari.

Suomessa Fortum on jo käynnistänyt akkumateriaaleihin keskittyvän kierrätyslaitoksen Harjavallassa Satakunnassa. Laitos on tiettävästi kierrätyskapasiteetiltaan Euroopan suurin.

Akkujen alati paisuvan tarpeen myötä litiuminkin kierrätyksestä on tulossa tärkeämpää. Uutisten mukaan myös Fortum aikoo panostaa lähivuosina litiumin kierrätykseen. Kierrätys ei kuitenkaan ratkaise kaikkia litiumioniakkujen puutteita, minkä vuoksi uusille tekniikoille on tarvetta.

Kiinteiden elektrolyyttien lupaus

Yksi lupaavimmista teknologioista on kiinteä akku, jota kutsutaan myös kiinteäelektrolyyttiseksi akkutekniikaksi. Tämä tekniikka eroaa perinteisistä litiumioniakuista siten, että se käyttää kiinteitä elektrolyyttejä nestemäisten sijaan.

Kiinteät elektrolyytit voivat tarjota tulevaisuuden sähköautoille entistä pidemmän toiminta-ajan ja parempaa turvallisuutta. Kiinteät elektrolyytit eivät nimittäin syty tuleen toisin kuin litiumioni­akkujen nestemäiset elektrolyytit. Kiinteiden ­akkujen pulmana on kuitenkin kierrätyksen kasvava monimutkaisuus.

Eräs tulevaisuuden vaihtoehto voisi löytyä proto­tyyppivaiheessa olevista natriumioniakuista (Na-ion), joka on yksi alan monista tutkimuskohteista. Natriumioniakut käyttävät nimensä mukaisesti maapallolla yleistä ja halpaa natriumia. Niissä sähkövarausta kuljettaa litiumionin sijaan natrium­ioni, eikä valmistuksessa tarvita koboltin, mangaanin tai nikkelin kaltaisia tyyriitä raaka-­aineita.

Matka laboratorio­kokeista auton istuimien alle sijoitettuun akku­pakettiin on pitkä.

Vielä kauempana tulevaisuudessa odottavat muut seuraavan sukupolven akkukemiat, kuten esimerkiksi litiumia anodina ja rikkiä katodina käyttävä litiumrikkiakku (Li-S). Litiumrikkiakun teoreettinen energiatiheys on moninkertainen verrattuna nykyisiin litiumioniakkutyyppeihin, mikä tarkoittaisi esimerkiksi sähköautoille selvästi pidempää toimintasädettä.

Myös kemiallista reaktiota litiumin ja hapen välillä hyödyntävä litiumilma-akku lupaa selvästi suurempaa kapasiteettia verrattuna litiumioni­akkuihin. Matka laboratoriokokeista täyssähköauton istuimien alle sijoitettuun akkupakettiin on kuitenkin vielä pitkä.

Akkutekniikka ei ole pelkästään päänsärky tutkimuskeskusten laboratorioissa ja yritysten tuotekehityslinjoilla. Sitä voi ajatella eräänlaisena teknisen kehityksen katalysaattorina, joka vaikuttaa suoraan yhteiskuntamme rakenteisiin ja toimintatapoihin.

Edistykselliset akkuratkaisut eivät vain pidennä sähköautojen toimintamatkoja ja mahdollista kevyempiä ja kestävämpiä laitteita ranteissamme, taskuissamme ja työpöydillämme. Ne ovat tärkeitä myös aurinko- ja tuulienergian varastoinnissa.

Optimistisesti akkuteknologian kehitys voidaan nähdä osana suurempaa kertomusta, jossa teknologian, yhteiskunnan ja ympäristön vuorovaikutus avaa ovia yhä vastuullisempaan tulevaisuuteen.

Litiumioniakuista Nobel-palkinnon saanut Akira Yoshino korosti yhdysvaltalaisessa Chemical & Engineering News -lehdessä, että tällä hetkellä alan tutkijoille suurimmat haasteet tulevat ympäristöongelmien ratkaisuista. Yoshinon mukaan nuorten tutkijoiden kannattaa nähdä ongelmat mahdollisuutena.

”Tieteessä, myös kemian alalla, on edelleen monia tuntemattomia osa-alueita. Luonto kätkee sisäänsä syvyyksiä.”

Vielä kauempana tulevaisuudessa odottavat muut seuraavan sukupolven akkukemiat, kuten esimerkiksi litiumia anodina ja rikkiä katodina käyttävä litiumrikkiakku (Li-S). Litiumrikkiakun teoreettinen energiatiheys on moninkertainen verrattuna nykyisiin litiumioniakkutyyppeihin, mikä tarkoittaisi esimerkiksi sähköautoille selvästi pidempää toimintasädettä.

Myös kemiallista reaktiota litiumin ja hapen välillä hyödyntävä litiumilma-akku lupaa selvästi suurempaa kapasiteettia verrattuna litiumioni­akkuihin. Matka laboratoriokokeista täyssähköauton istuimien alle sijoitettuun akkupakettiin on kuitenkin vielä pitkä.

Akkutekniikka ei ole pelkästään päänsärky tutkimuskeskusten laboratorioissa ja yritysten tuotekehityslinjoilla. Sitä voi ajatella eräänlaisena teknisen kehityksen katalysaattorina, joka vaikuttaa suoraan yhteiskuntamme rakenteisiin ja toimintatapoihin.

Edistykselliset akkuratkaisut eivät vain pidennä sähköautojen toimintamatkoja ja mahdollista kevyempiä ja kestävämpiä laitteita ranteissamme, taskuissamme ja työpöydillämme. Ne ovat tärkeitä myös aurinko- ja tuulienergian varastoinnissa.

Optimistisesti akkuteknologian kehitys voidaan nähdä osana suurempaa kertomusta, jossa teknologian, yhteiskunnan ja ympäristön vuorovaikutus avaa ovia yhä vastuullisempaan tulevaisuuteen.

Litiumioniakuista Nobel-palkinnon saanut Akira Yoshino korosti yhdysvaltalaisessa Chemical & Engineering News -lehdessä, että tällä hetkellä alan tutkijoille suurimmat haasteet tulevat ympäristöongelmien ratkaisuista. Yoshinon mukaan nuorten tutkijoiden kannattaa nähdä ongelmat mahdollisuutena.

”Tieteessä, myös kemian alalla, on edelleen monia tuntemattomia osa-alueita. Luonto kätkee sisäänsä syvyyksiä.”