Akkuteollisuus tarvitsee korkealaatuista hiiltä

Sähköauton akkuihin käytetyistä materiaaleista on nopeasti tulossa maailmanlaajuinen pula. Akku on jo nyt sähköautojen kallein osa.

– Yksi tärkeimmistä nykyisten litiumioniakkujen materiaaleista on korkealaatuinen, elektroniikkakäyttöön sopiva hiili. Toinen akun navoista, anodi, tehdään ominaisuuksiltaan tarkkaan valituista hiililaaduista, kertoo Hycamiten kaupallinen johtaja Niina Grönqvist.

Hiililaatuja on hyvin erilaisia. Esimerkiksi timantti ja lyijykynien grafiitti ovat molemmat puhdasta hiiltä. Hiiliatomien erilainen tapa asettua suhteessa toisiinsa tekee näistä ja monista muista puhtaan hiilen laaduista keskenään ominaisuuksiltaan poikkeavia. 

Negatiivisen navan eli elektrodin materiaalin valinta vaikuttaa merkittävästi akun käyttökelpoisuuteen. Oikea hiililaatu navassa tekee akusta pitkäikäisen, paljon latauksia kestävän, turvallisen ja hyötysuhteeltaan hyvän.

Maakaasusta hiiltä ja vetyä

Suurin osa maa- ja biokaasusta on metaania, eli hiili- ja vetyatomien muodostamista molekyyleistä koostuvaa kaasua.

– Olemme kehittäneet menetelmän, jolla pilkomme metaanimolekyylejä alkuaineisiinsa hiileksi ja vedyksi, kertoo Hycamiten tutkimus- ja kehitysjohtaja, tohtori Henrik Romar.

Hycamiten kehittämän uuden teknologian taustalla on Oulun yliopiston pitkäaikainen soveltavan kemian tutkimus.

– Hiili saadaan talteen nyt kiinteänä, teollisuuden raaka-aineeksi sopivassa muodossa. Vety tulee myös puhtaana kaasuna, joka sopii päästöttömäksi polttoaineeksi teollisuuteen tai niin ikään ympäristöystävälliseksi raaka-aineeksi. Hiilen ja vedyn valmistuksessa ei synny päästöjä. Tuotannossa käytetty katalyytti voidaan kierrättää uudelleen käytettäväksi, Romar kertoo.

Poikkeuksellista uudessa tuotantotavassa on se, että hiili saadaan kiinteänä talteen. Perinteisesti teollisuuden tarvitsemaa vetyä on valmistettu niin, että maakaasun metaani on pilkottu vedyksi ja hiilidioksidiksi, joka on sitten päästetty ilmakehään. Romarin esittelemissä tuotantolaitteissa hiili ei nouse kaasuna ilmakehää lämmittämään, vaan hiili saadaan kiinteänä hyötykäyttöön.

Romar esittelee tuotantolaitteita Kokkolassa. Hycamite on äskettäin ottanut käyttöön testilaitoksen vedyntuotantoa varten Kokkola Industrial Parkissa, KIPissä. Testilaitoksessaan Hycamite tekee jatkotutkimuksia ja testaa kehittämiään tuotantotapoja. Teollisen pilottilaitoksen rakennustyöt ovat alkamassa ensi vuonna.

Kotimainen tuotanto lisää huoltovarmuutta

Paikallisella hiilituotannolla on iso merkitys akkumineraalien suurtuottajaksi pyrkivälle Suomelle. Tällä hetkellä suurin osa maailman sähköautojen akkujen tarvitsemista hiililaaduista tuotetaan Kiinassa. Tämä on haaste huoltovarmuudelle: jos tarvituista hiililaaduista tulee pulaa, voivat eurooppalaiset jäädä ilman akkujaan tai hinnat voivat nousta liian korkeiksi.

Kokkolalainen Hycamite TCD Technologies kehittää tekniikkaa puhtaan vedyn ja puhtaan hiilen tuottamiseksi. Yritys toimittaa hiiltä ja vetyä valmiiksi käyttökelpoisessa muodossa teollisuudelle maailmanlaajuisesti.