Sivuvirroista uusia materiaalilähteitä akkuihin

Teollisuuden ja viljajalostuksen sivuvirroista etsitään yhä aktiivisemmin uusia raaka-aineita akkuteollisuuden tarpeisiin.  Lokakuussa tutkijat esittelivät tutkimustuloksia ja keskustelivat sivuvirtojen hyödyntämisen mahdollisuuksista Kuopiossa järjestetyssä Industrial Side Streams as a Source for New Battery Materials -seminaarissa.

Avauspuheenvuorossaan Akkuteollisuus ry:n toimitusjohtaja Pia Vilenius tarkasteli Suomen akkuteollisuuden nykytilaa ja tulevaisuuden näkymiä. Esityksessä korostuivat alan muuttunut toimintaympäristö, kasvava akkujen kysyntä sekä Suomen akkustrategian päivitys vuosille 2026–2030. Strategian painopisteitä ovat akkumateriaalit ja niiden jalostus, kiertotalous, sähköiset työkoneet ja energiavarastot sekä arktiset ja kaksoiskäyttöratkaisut.

Ohrankuoren sisältämän piin hyödyntämistä litiumioniakkujen anodimateriaalina esitteli Itä-Suomen yliopiston professori Vesa-Pekka Lehto. Ohrankuoren tuhkasta valmistetaan huokoista piitä magnesiotermisen pelkistysmenetelmän avulla. Tutkimustulosten mukaan piimateriaalin yhdistäminen hiilinanoputkiin paransi sen suorituskykyä nopeassa latauksessa ja purkamisessa. Tulokset osoittavat, että viljanjalostuksen sivuvirroista voidaan kehittää ominaisuuksiltaan lupaavia materiaaleja akkuteollisuuden tarpeisiin.

Oulun yliopiston professori Ulla Lassi käsitteli esityksessään litiumin ja muiden arvokkaiden materiaalien talteenottoa teollisuuden sivuvirroista ja käytetyistä akuista. Yksi esitellyistä tutkimustuloksista koski litiumin talteenottoa alumiiniteollisuuden Bayer-prosessin jäännösmateriaalista. Tutkimuksessa litiumista saatiin talteen jopa 99,6 prosenttia. Litiumioniakkujen kierrätyksessä syntyvä mustamassa sisältää arvokkaita raaka-aineita, kuten litiumia, nikkeliä, kobolttia, mangaania ja grafiittia, joita voidaan talteenoton ja puhdistuksen jälkeen hyödyntää uusien akkumateriaalien valmistuksessa.

Grafiitin talteenottoa teollisuuden sivuvirroista käsitteli Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) Seppo Leinonen. Grafiitti on keskeinen akkumateriaali, ja sen vaihtoehtoisten raaka-ainelähteiden tutkiminen edistää materiaalien kiertotaloutta.

Tutkimustulosten rinnalla seminaarissa korostui myös materiaalien käytännön soveltuvuus. SEAMKin Juho Heiska muistutti esityksessään, että lupaavat laboratoriotulokset eivät yksin takaa materiaalin toimivuutta akkuteollisuudessa. Materiaalien suorituskykyä on arvioitava todellisissa akkukennoissa, ja niiden on täytettävä myös teollisen tuotannon vaatimukset esimerkiksi  materiaalien puhtauden, tasalaatuisuuden, prosessoitavuuden ja valmistusprosessin toistettavuuden osalta.

Professori Anna Lähde Itä-Suomen yliopistosta esitteli korkean lämpötilan käsittelymenetelmiä, joilla voidaan valmistaa korkealaatuista grafiittia biopohjaisista raaka-aineista ja kierrätysmateriaaleista. Esityksessä käsiteltiin myös grafiitin talteenottoa käytetyistä akuista sekä piin ja hiilen yhdistelmämateriaalien kehittämistä litiumioniakkujen anodeihin.

Esitysten jälkeen käydyssä paneelikeskustelussa asiantuntijat, Akkuteollisuus ry:n Pia Vilenius ja Macon Oy:n toimitusjohtaja Mikko Ahokas keskustelivat alan tulevaisuudennäkymistä sekä uusien akkumateriaalien tuomista mahdollisuuksista yrityksille.

Paneelikeskustelussa yhtenä sivuvirtojen hyödyntämisen keskeisenä haasteena nostettiin esiin niiden koostumuksen ja laadun vaihtelu sekä saatavuuden ja toimitusvarmuuden varmistaminen. Lisäksi korostettiin, että tutkimuslaitosten ja teollisuuden välisen yhteistyön perustana on vahva osaaminen, jota tulee jatkuvasti kehittää ja vahvistaa. Paneelikeskustelussa nostettiin esiin, että Suomen akkuteollisuuden kilpailukyky ei välttämättä edellytä suurten akkukennotehtaiden rakentamista, vaan mahdollisuuksia voi löytyä myös pienemmän mittakaavan erikoisakkujen kehittämisestä ja valmistuksesta.

Päivän päätteeksi osallistujat pääsivät tutustumaan myös Itä-Suomen yliopiston hienopartikkeli- ja aerosolitekniikan sekä akkutestauksen laboratorioihin.

Centria-ammattikorkeakoulun koordinoimissa BATTSi– ja EKOAKKU-hankkeissa kehitetään uusia ratkaisuja teollisuuden sivuvirtojen hyödyntämiseen akkumateriaalien valmistuksessa. Tavoitteena on vähentää uusiutumattomien raaka-aineiden tarvetta, edistää kiertotaloutta ja vähähiilisyyttä sekä vahvistaa akkualan tutkimus- ja yritysyhteistyötä. BATTSi-hanketta rahoittaa EU:n Interreg Northern Periphery and Arctic -ohjelma ja EKOAKKU-hanketta Euroopan aluekehitysrahasto ja Keski-Pohjanmaan liitto.