Litiumioni- ja natriumioniakkujen tekninen ja ympäristöllinen vertailu

Abstract

Litiumioniakut ovat nykyisin hallitseva akkuteknologia, mutta niiden käyttöön liittyy myös haasteita, kuten kriittisten raaka-aineiden rajallinen saatavuus, ympäristövaikutukset sekä turvallisuusriskit. Näistä syistä kiinnostus vaihtoehtoisiin ratkaisuihin, kuten natriumioniakkuihin, on viime vuosina kasvanut.

Tässä opinnäytetyössä tarkasteltiin sekundaaristen paristojen toimintaa ja perehdyttiin litiumioni- ja natriumioniakkujen materiaaleihin sekä teknisiin ja ympäristöllisiin näkökulmiin. Työn tavoitteena oli koota tietoa litiumioni- ja natriumioniakuista tukien niiden toiminnan, ominaisuuksien ja haasteiden ymmärtämistä.

Opinnäytetyö toteutettiin kirjallisuuskatsauksena. Työssä käsiteltiin akkujen yleisiä sähkökemiallisia toimintaperiaatteita sekä akkujen rakennetta. Tämän jälkeen tarkasteltiin yleisimpien litiumioniakkutyyppien ja natriumioniakkujen käyttämiä materiaaleja. Lisäksi työssä käsiteltiin akkujen energiatiheyttä, syklimäärää, nimellisjännitettä ja turvallisuutta sekä akkujen raaka-aineiden louhintaan, käyttöön ja kierrätykseen liittyviä ympäristövaikutuksia.

Opinnäytetyön tuloksena oli tietopaketti, jossa on koottu yhteen tietoa akkuteknologioista ja joka tarjoaa kokonaiskuvan litiumioni- ja natriumioniakkujen keskeisistä ominaisuuksista sekä niihin liittyvistä haasteista ja mahdollisuuksista. Tietopaketin perusteella litiumioniakut tulevat yhä olemaan yleisin akkuteknologia lähitulevaisuudessa, mutta natriumioniakut tuovat lupaavan vaihtoehdon etenkin energiavarastointiin niiden paremman raaka-aineiden saatavuuden, turvallisuuden ja mahdollisten pienempien ympäristövaikutusten ansioista, vaikka niiden energiatiheys onkin matalampi.