Litium(ioni)akuista huonoja ja toivottomia uutisia


Kuva 1. Li-ilma-akun periaate, vasemmalla lataus- ja oikealla purkausvaihe. Lähde: https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium%E2%80%93air_battery

Kuva 1. Li-ilma-akun periaate, vasemmalla lataus- ja oikealla purkausvaihe. Lähde: https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium%E2%80%93air_battery

Oletko koskaan miettinyt sitä, että miten paljon litiumioniakut ovat vallanneet markkinoita, mutta edelleen autosi starttimoottoria pyörittää lyijyakku. Vaikken tässä pyrikään antamaan täsmällistä vastausta tähän mysteeriin, niin tuo havainto mielestäni kuvastaa vähintäänkin sitä, etteivät uudet akkuteknologiat ole kaikenkattavasti teknis-taloudellisesti ylivoimaisia.

Nyt litiumioniakkujen vanhenemiselle on saatu ”yksinkertainen” kaava (Linkki). Jokainen voi tykönään miettiä kaavan yksinkertaisuutta alkuperäisjulkaisua lukemalla (Linkki). Noukin tähän vain yhden lainauksen artikkelista:

Analysis conducted by both aging models on the two HEV current profiles showed that calendar life capacity fade significantly dominates the total capacity fade compared to usage capacity.

Suomeksi: Kahdelle hybridiajoneuvojen virtaprofiilille suoritetut molemmat vanhenemismallit osoittivat, että kalenteriajallinen kapasiteetin häipyminen vallitsee kapasiteetin kokonaishävikissä verrattuna käyttökapasiteettiin (suom.huom. sen osuuteen hävikistä?).

Edellä esitetyn ”yksinkertaiseen” kaavaan päättyneen tutkielman anti löytynee erillisinä osina kohtuullisessa määrin erään akkuyrityksen sivustolta (Linkki). Siellä esim. näkyy, että vuoden käyttämätön varastointi 25 °C:essa voi syödä litiumioniakun täyslatauksesta 20%. Vajailla latauksilla kapasiteettivahinkoa ei niinkään huomaa. Tulokset ovat samansuuntaisia, vaikka ajoneuvoissa litiumioniakku onkin tyypillisesti litiumferrofosfaattiin perustuva ja kännyköissä litiumkobolttioksidiin perustuva. Litiumioniakun kannalta ehkä paras tapa toimia Suomessa olisi pitää sähköautoaan paikoillaan pakkasessa talven yli ja ajaa vain kesäisin. Tai vielä parempi tapa olisi jättää sähköauto kokonaan muiden murheeksi.

Eräs sähköautojen heikkous on toimintasäteen riittämättömyys.  Tiheän huoltoasemaverkon maailmassa 20 l polttoainetankilla varustetun auton kanssa ei olisi kuitenkaan sitä ongelmaa, että tankkaamiseen olisi hyvä varata koko yö. Eli sähköautoissa tuo toimintasädeongelma korostuu tankkaamisajan pituuden vuoksi. Jos sähköautolla pääsisi yhdellä latauksella Helsingistä Sodankylään, eli sellaiset tuhat kilometriä, ei yön yli tankkaaminenkaan olisi enää varsinainen ongelma, koska aamulla liikkeelle lähdettynäkin yö olisi jo vastassa muutenkin.

Painon vähentäminen on ajoneuvoakuissa melko tarpeellista, jos halutaan sähköautojen yleistyvän. Eräs ratkaisuehdotus tähän on X-ilma-akku, missä  X on akun hapetus-pelkistys- eli redox-reaktion toinen osapuoli, kuten metallinen sinkki, ja ilma toimii hapettimena, jota ei tarvitse kuljettaa mukanaan. IBM on näemmä luvannut jo viime vuodelle Li-ilma-akun (Linkki), vaan eipä ole näkynyt. Linkitetyn jutun kommenteissa puhutaan myös liikkellä olevista huijareista.

Litiumhappiakku ei sinänsä ole teoreettinen mahdottomuus (Linkki) ja se lupaa polttonesteiden luokkaa olevan energiatiheyden. Ajoneuvokäytössä voisi ajatella, että akun kannalta haitta-aineina ilmassa esiintyvät kosteus ja hiilidioksidi voistaisiin vielä poistaakin ja regeneroida puhdistin pakokaasun lämmöllä, mutta kun tutkijat vakuuttavat myös typen olevan haitta-aine heidän litiumhappiakulleen, niin eihän siitä sitten taida tulla mitään. Ennemmin kannattaa jäädä odottamaan vaikka torium-voimalan kehittämää metanolia autonsa tankkiin.

 

2 responses to “Litium(ioni)akuista huonoja ja toivottomia uutisia

  1. Juttuni yksi linkki oli sähköautosivustolle, josta oli linkki tälle sivustolle:
    http://www.greentechmedia.com/articles/read/ev-batteries-dropping-rapidly-in-price
    ”Better Place and IBM held an informal dinner briefing with reporters last night in San Francisco.”
    Sitten tarvittiin vähän nettihakua ja löytyi tämä:
    http://cleantechnica.com/2015/01/08/battery-swapping-can-now-scaled/
    ”Better Place lost $812 million when it went bankrupt in 2012,…”

    IBM:n litiumilma-akku on vaihtumassa natriumilma-akuksi,tjsp:
    http://qz.com/214969/two-big-labs-most-promising-next-generation-battery-electric-car/

    Ehkäpä tilannetta koko sähköautorintamalla kuvastaa sähköauto – nyt! -sivustokin. Viimeinen uutinen vuodelta 2013 kertoo Outokummussa suunniteltavan sähköpakettiauton rakentamista purkamalla polttomoottori pois Volkkarista. Tätähän tehtiin Järvenpäässä jo viime vuosituhannella sittemmin täältä lopetetussa Elcat-verstaassa.
    http://www.sahkoautot.fi/start
    Ei siis sähköautoa nyt, ei ainakaan Suomessa.

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s