Akkuteknologiat

A manw ith grey hair is screwing a solar panel to a house, forest trees in the background

Akut ovat keskeisessä roolissa siirtymässä fossiilisista polttoaineista kohti kestävää liikkumista ja uusiutuvaa energiantuotantoa. VTT toimii aktiivisesti monella sovelletun akkututkimuksen sektorilla.

Lyhyesti

Akkujen suurimmille sovellusalueille, sähköiselle liikenteelle ja energian varastoinnille, ennustetaan 30 %:n vuotuista kasvua. 

Eurooppaan on ilmoitettu rakennettavan yli 300 GWh:n edestä vuotuista akkujen tuotantokapasiteettia.

WEF ennustaa, että vuoteen 2030 mennessä 60 % käytetyistä sähköajoneuvojen akuista kerätään talteen ja käytetään uudelleen kiinteissä asennuksissa.

Nykypäivänä tarvitaan lisää tehokkaita, kevyitä, turvallisia, edullisia ja vastuullisista raaka-aineista kestävällä tavalla tuotettuja akkuja. Akut mahdollistavat liikenteen sähköistämisen ja tulevaisuuden uudenlaiset sähköjärjestelmät, joissa kotitaloudet, rakennukset ja paikalliset yhteisöt voivat tuottaa ja varastoida oman sähkönsä akkujen ja aurinkopaneeleiden avulla ja myydä ylimääräisen sähkön takaisin verkkoon. Sähköajoneuvoissa ja liikkumisessa käytetään useimmiten litiumioniteknologiaa, ja litiumioniakut ovat yleistyneet myös kiinteissä asennuksissa korkean suorituskyvyn, pitkän käyttöiän ja suuren tuotantovolyymin mahdollistaman edullisen hinnan ansiosta.  

Raskaaseen käyttöön tarkoitettujen ajoneuvojen – kuten rekkojen, bussien, laivojen ja liikkuvien työkoneiden – sähköistyminen tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia parantaa energiatehokkuutta ja suorituskykyä sekä vähentää paikallisia päästöjä. Etuina ovat esimerkiksi parempi tuottavuus, käyttökokemus ja alemmat kokonaiskustannukset. 

Litiumioniakun kehittäjät saivat vuoden 2019 Nobelin kemianpalkinnon. Tämä keksintö loi pohjan langattomalle, fossiilisista polttoaineista vapaalle yhteiskunnalle. 

VTT toimii aktiivisesti kaikilla näillä sovelletun akkututkimuksen sektoreilla. Voimme tarjota apua vaatimusten määrittelyyn, teknologian arviointiin ja valintaan, järjestelmien suunnitteluun, akkujen ja energian hallintaan, verkkointegrointiin, akun kunnonvalvontaan ja ennakointiin, elinkaaren hallintaan, vastuullisuuden arviointiin sekä siihen, miten akkua voidaan käyttää optimaalisella tavalla varmistaen sen kunto ja maksimaalinen käyttöikä.

Sovelletun akkututkimuksen tutkimusympäristö

Olemme kehittäneet sovelletun energianvarastoinnin tutkimuksen ja tuotekehityksen osaamista ja tiloja vuoden 2010 lopusta alkaen. Tutkimuslaboratoriomme mahdollistavat kattavien kokeiden suorittamisen akkukennoilla, -moduuleilla ja -yksiköillä sekä akun ja lämpötilan hallintajärjestelmillä. Tilat on integroitu raskaan kaluston dynamometritiloihin, mikä mahdollistaa akkujen lisäksi raskaisiin ajoneuvoihin, voimansiirtoon ja moottoreihin liittyvien kokeiden suorittamisen saman katon alla. Tehokkaan akkuemulaattorimme avulla voimme testata ajoneuvon prototyyppejä dynamometrillä jopa ilman oikeaa, ajoneuvoon asennettua akkua.  

Meillä on myös maailman huippuluokkaa olevat akkutestaustilat, joissa voidaan tehdä suorituskyky- ja kestoikätestejä kaupallisille suuren koon kennoille, moduuleille ja yksiköille. Olemme testanneet sadoittain akkuja, joten voimme tarjota huippuluokan tietoa, ennakointia sekä kokeellisia tutkimuspalveluita. Nämä palvelut perustuvat kokeellisen tutkimustyön sekä mallinnuskyvyn ja -työkalujen yhdistämiseen. 

Uuden sukupolven akut

Akkuja on jo hyvin saatavana, mutta niissä on yhä monia ongelmia. Normaaleissa akuissa käytetään myrkyllisiä tai vaarallisia materiaaleja, ja osa materiaaleista on niin harvinaisia, että ne loppuvat pian koko maailmasta. Ratkaistakseen energian varastointiongelmaa VTT kehittää mm. uusia biomassasta saatavia, orgaanisia akkumateriaaleja. Yksinkertaistetusti voidaan sanoa, että harvinaisten metallien sijaan raaka-aineena voidaan käyttää puuta. Orgaaniset akut ovat ympäristöystävällisiä ja turvallisia käyttää. Lisäksi uusilla materiaaleilla on hyvät sähköiset ominaisuudet, kuten nopeampi latauskyky kuin nykyisillä akkuteknologioilla.  

Etsimme myös muita uusia akkuratkaisuja, joilla voitaisiin vastata kasvavaan energian tarpeeseen. Lisäksi joustavaan elektroniikkaan liittyvä osaamisemme ja toimitilamme, jotka sopivat pinnoitus- ja tulostusmenetelmillä tehtävään pien- ja koetuotantoon, tarjoavat keinon kokeilla uusia käsittelytapoja ja auttavat tuotannon skaalaamisessa.

Akkujen testaustila

Jaa