Tutkimus

Tamperelaisen CeLLifen kehittämä sähköinen sormenjälki tunnistaa uusiokäyttöön sopivat akut

CeLLife tutkijaryhmä ja sähköpolkupyörä Hervannan kampuksella.
Sähköinen sormenjälki on mainio työkalu sähköpyörän akuston kunnon selvittämiseen. Kuvassa CeLLifen tutkijaryhmän Tuomas Messo, Roni Luhtala ja Jussi Sihvo. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto.
Kun maailma digitalisoituu ja liikenne sekä työkoneet sähköistyvät, niin haasteena on pian röykkiöittäin käytöstä poistettuja, ongelmajätteiksi miellettyjä ja ehtyvistä raaka-aineista rakennettuja akkuja. Voisiko niitä käyttää uudestaan nykyistä fiksummin? Tampereen yliopiston tutkijat kehittivät ratkaisuksi menetelmän, jolla litiumioniakkujen kunto ja turvallisuus selviää silmänräpäyksessä.

CeLLife on tamperelainen tutkimusryhmä, joka tutkii ja kehittää nopeita mittausmenetelmiä litiumioniakkujen turvallisen, tehokkaan ja kestävän käytön tueksi. Tarkka kuntodiagnostiikka auttaa osaltaan vähentämään akkuinvestointien kokonaiskustannuksia sekä pienentämään akkujen hiilijalanjälkeä.

CeLLifen kehittämä akkujen sähköinen sormenjälki paljastaa, että suuri osa kierrätyslaitokseen päätyneistä akuista olisi vielä pelastettavissa. Maailmassa ainutlaatuisen menetelmän avulla akkupaketista tunnistetaan akkukennot, jotka ovat heikentyneet mutta kelpaavat hyvin uusiokäyttöön. Tämä vähentää kierrätykseen murskattaviksi päätyvien akkujen määrää.

– Kehittämämme teknologia löytää hyvät kennot vaarallisten seasta. Akun sisältämistä kennoista jopa 50–80 % on turvallisia käyttää toisessa sovelluksessa, kertoo CeLLife-projektia vetävä sähkötekniikan yliopistotutkija Tuomas Messo Tampereen yliopistosta.

Sähköinen sormenjälki mahdollistaa turvallisen uusioakun

Akkujen kierrätys on Suomen ja EU:n lakien mukaan pakollista, mutta se on hankalaa ja kallista. Yleisintä on kierrättää akut murskaamalla ja erottelemalla arvokkaat raaka-aineet, kuten litium ja koboltti, kemiallisessa prosessissa.

Messon tutkimusryhmä uskoo, että akun elämää olisi järkevää jatkaa uusiokäytöllä. Olennaista akkukennojen uusiokäytössä on, että kennot sopivat yhteen. Tätä eivät perinteiset mittausmenetelmät pysty todentamaan.

– Akkupaketin sisällä kennot ikääntyvät eri tahtiin. Heikentyneet kennot näkyvät akun tehossa melko pian, ja se saattaa esimerkiksi ylikuumentua. Kehittämämme menetelmä mittaa akun jokaisesta kennosta sormenjäljen ja sovittaa ne lähelle tosiaan. Vain samanlaatuisista kennoista voidaan rakentaa uusi kestävä ja turvallinen akkupaketti, Messo tarkentaa.

Uusioakuilla lisää käyttöikää sähköpyörille

Tamperelaistutkijoiden kehittämää latausmenetelmää voidaan hyödyntää monenlaisissa akkusovelluksissa. Käyttökohteita löytyy esimerkiksi akkujen kierrätyslaitoksissa tai akkuja omistavien yritysten omassa akkujen kokoonpanolinjastossa.

CeLLife tekee yhteistyötä mm. suomalaisen sähköpyörävalmistaja Sähköpyöräkeskuksen kanssa. Messon mukaan ensivaiheen sovelluskohteita ovat sähköpyörien lisäksi sähköpotkulaudat.

– Tottakai toiveena on jatkossa jotain isompaakin, esimerkiksi sähköautojen akkujen testaus, Tuomas Messo myöntää.

Sähköpyörän akustossa on yleensä 50–100 kennoa, sähköautossa tai työkoneessa niitä on tuhansia. Sähköauton akku voi kestää toimintakunnossa kymmenenkin vuotta, mutta iso työkone kuluttaa akustonsa loppuun parissa vuodessa.  

Kiertotaloutta edistäville tuotteille on kysyntää

CeLLifen menetelmän kaupallistaminen etenee rivakasti. Mittausmenetelmälle on haettu patenttia, ja start-up aloittaa toimintansa vuoden 2022 heinäkuussa. Tuomas Messo kannustaa etenkin kiertotalouden tutkijoita tarkastelemaan tutkimuskohteitaan avoimin mielin.

– Se, mille on kysyntää, määrää kaupallistamisen. Kannattaa kuitenkin pitää vaihtoehdot avoimena sen suhteen, miten omaa tutkimusta voisi soveltaa. Sanoisin, että kaikki mikä säästää materiaalien käyttöä on potentiaalisesti kaupallistettavissa, Messo summaa.

Tampereen yliopistolla innovaatioasiantuntijana toimiva Jan Kolkkinen on kulkenut CeLLifen mukana vuoden 2019 kesästä. Hänen mielestään ryhmän menestyksen avain on rohkea ja tarvehakuinen keskustelu mahdollisten asiakkaiden kanssa.

– CeLLife on menestys sen vuoksi, että he ovat alusta saakka testanneet ideoita ja kartoittaneet tarpeita asiakkaiden kanssa. He ovat hyödyntäneet tietoa kaupallistamisen uudelleensuuntaamiseen eivätkä ole vain sinnikkäästi pitäneet kiinni alkuperäisestä ajatuksesta, Kolkkinen kehuu.

Tampereen yliopistolle sen omien tutkimustulosten kaupallistaminen on systemaattista toimintaa. Lue lisää https://www.tuni.fi/fi/palvelut-ja-yhteistyo/tutkimuksesta-liiketoimintaa

CeLLife-projekti on saanut tammikuusta 2021 lähtien Business Finlandin Research to Business -rahoitusta. Rahoituksin turvin kartoitetaan etenkin tutkimuksen pohjilta kehitetyn latausmenetelmän kaupallistamismahdollisuuksia.

Ota yhteyttä

Tuomas Messo
puh. 045 868 6899
tuomas.messo [at] tuni.fi

Teksti: Anna Aatinen
Kuva: Jonne Renvall

 

 

Aiheeseen liittyviä uutisia

Uusimmat uutiset kategoriassa Tutkimus

Uusimmat uutiset