Puidust patareid: Rootsis teevad juba mitu firmat ligniinist akusid

See õhuke Ligna Energy toodetud patarei S-Power on põhiliselt kokku pandud bioloogilist päritolu materjalidest ehk metsast. Ligniin on hea asendaja kaevandatavatele maavaradele. Foto: Ligna Energy

Rootsi akutootja Northvolt lõi sel suvel käed Soome metsatööstusettevõttega Stora Enso, et puidujääkidele uus elu anda akudes kasutades. Akusid läheb vaja aina rohkem ja kui selle jaoks saab toormaterjali puidujääkidest, võib mitmed haruldased maavarad maa sisse jätta. Teine Rootsi ettevõte Ligna Energy aga juba toodab pisiakusid asjade interneti seadmetele, patareid on ohutud ja ei saasta keskkonda.

Rootsi ja Soome ettevõte on üheskoos välja töötanud tehnoloogia põhjamaisest puidust akude jaoks vajaliku toormaterjali ligniini eraldamiseks ja sellest akukomponendi tootmiseks. Firmad märgivad, et puidust toodetud akul on koguni parem laadimiskiirus, kui liitiumipõhistel akudel.

Materjal, mida Northvolt ja Stora Enso kasutavad, pole lihtsalt puit ise, vaid Lignode ehk looduslikust sideainest ligniinist valmistatud toode, mis moodustab kuni 30 protsenti puidumassist. Lignode on akus anoodi toormaterjaliks, mis lubab keskkonda säästvamalt akude tootmist, asendades grafiidist ja vaskfooliumist anoode, mida akudes vaja. Liitiumi, mis on liitiumioonakude üks oluline komponent ja mille varusid napib, puit paraku siiski veel ei asenda.

Ligniini toodetakse Soomes juba niigi, seega pole vaja akude jaoks uusi tehaseid rajada. Ligniinist saadud kõva süsinik asendab grafiiti, mille kaevandamisel ja töötlemisel on suured keskkonnamõjud. Samas on puidutööstusest saadav materjal tsellulooskiududest paberi tootmisel looduslik kõrvalsaadus.

Lignode'iga akud pidid ettevõtete teatel ka kiiremini laadima ja paraku ka tühjenema kui traditsioonilised süsinikanoodiga akud. Samuti on need tõhusamad madalatel temperatuuridel.

Ligniiniga akutehnoloogia on välja töötatud Linköpingi ülikoolis mõni aasta tagasi ja seda kasutab üks teine Rootsi ettevõte Ligna Energy, kus pressitakse saadud süsinik kokku rullikujulise anoodi jaoks. Koos veepõhise elektrolüüdiga tehakse sellest akumaterjal, mis jääb efektiivsuselt alla liitium-ioonakudele, kuid on sarnane tavalistele pliiakudele. Selle energiatihendus on 5 kW/kg.

Linköpingis toodetud «puidust aku» sobib hästi temperatuuri- ja niiskusandurisse, ks seda laeb väike päikesepaneel. Selline asjade interneti andur on toitest sõltumatu. Foto: Ligna Energy

Linköpingi teadlaste väljatöötatud akulahendus, mida kasutab spin-off firma Ligna Energy, on kaaliumpolüakrülaadi ja biopolümeerist ligniiniga (positiivne elektrood) ning juhtiva süsinikuga (negatiivse elektroodina). Kui varem oli bioloogilise aku tühjenemine väga kiire ja see ei pidanud endas laengut kauem kui ühe päeva, siis nüüd on uus lahendus juba palju parema salvestusvõimega: isetühjenemist näitav pingelangus on alla 0,5 voldi saja tunni kohta.

Ligna Energy tõi sel sügisel välja ka nii-öelda valmistoote, mis uut tehnoloogiat kasutab: taaslaetava pisiaku S-Power. Seda kasutatakse koos väikese päikesepaneeliga varustatult niiskus- ja temperatuuriandurites, mis suudavad end ise energiaga varustada. 

Sellist tüüpi akud oleksid kasutatavad ka suuremates seadmetes ja elektriautodes. Vaata lähemalt, kuidas ligniinist akusid saab, sellest videost: