Yhä useampi laite aina hammasharjoista kameroihin on sähköistetty ja käyttää akkua paristojen sijaan. Kevyet ja tehokkaat litiumioniakut ovat mullistaneet laitteiden kehityksen, ja nyt niitä käytetään auttamaan energia-alan muutoksessa ekologisempaan suuntaan. Akkuja voidaan hyödyntää energian varastoimiseen, jolloin uusiutuvan energian käyttö tehostuu. Kehitys ei ole kuitenkaan täysin ongelmatonta.

Miksi litiumioniakut ovat niin suosittuja?

Li-ion-akut eli litiumioniakut ovat energiatiheitä ja niiden itsepurkautuminen on pientä. Tämä on mahdollistanut niiden käytön kevyissäkin laitteissa. Myös akkujen hinnat ovat laskeneet merkittävästi viime vuosina, mikä on selvästi vaikuttanut akkujen suosioon.

Litiumakkujen raaka-aineina käytetään muun muassa kuparia, rautaa, nikkeliä ja kobolttia, jotka ovat huomattavasti vähemmän myrkyllisiä aineita kuin lyijyakkujen materiaalit. Kaikki materiaalit ovat lisäksi kierrätettävissä. Osaa raaka-aineista kuten litiumia ja kobolttia löytyy myös Suomesta, ja sitä sekä louhitaan että jalostetaan.

Mitkä tekijät hankaloittavat litiumioniakkujen käyttöä?

Li-ion-akkujen ongelmiin on alusta asti kuulunut paloturvallisuus. Litiumioniakkuja käyttävissä laitteissa onkin sisäänrakennettu akunhallintajärjestelmä tai muu vastaava ratkaisu, jonka on tarkoitus estää akun ylikuumeneminen. Esimerkiksi puhelimissa tämä tarkoittaa sitä, että puhelimen lataus loppuu itsestään, kun akku on täynnä. Sähköautoihin on puolestaan alettu kehittää li-ion-akkuja, joissa elektrolyytti on kiinteässä muodossa.

Paloturvallisuuden kehittyminen pidentäisi myös laitteiden käyttöikää ja turvallisuutta, ja sitä kautta myös hinnat voisivat laskea. Kiinteiden akkujen energiatiheyden odotetaan olevan lisäksi parempi. Toisaalta kiinteisiin akkuihin liittyy kuitenkin edelleen ratkaisemattomia ongelmakohtia. Akun materiaalit kutistuvat latauksen purkautuessa ja turpoavat latauksen yhteydessä, minkä vuoksi akun rakenne voi rikkoutua. Tätä pyritään ratkaisemaan nanoteknologialla ja uusilla materiaaleilla, kuten piillä.

Toistaiseksi materiaaleihin liittyy muitakin pulmia. Kobolttia louhitaan paljon kehitysmaissa, joiden kaivos- ja jalostustoimintaan liittyy ympäristö- ja ihmisoikeusongelmia. Myös osa Suomen kobolttiesiintymistä sijaitsee suojelluilla alueilla, eivätkä kaikki halua kaivostoimintaa näille alueille. Lisäksi materiaalien kierrättäminen on melko alkutekijöissään.

Teknologia testissä

Sähkön varastointiin testataan monia muitakin ratkaisuja. Litiumioniakkujen avulla on jo testattu kaksisuuntaista latausta, jossa sähköauto luovuttaa virtaa sähköverkkoon ja voidaan myös ladata verkkosähkön avulla. Tämä teknologia tarjoaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia sähkön varastointiin yksityistalouksissa ja muissa kohteissa.