Akku on yksi modernin maailman tärkeimmistä keksinnöistä. Ilman sitä meillä ei olisi kannettavia tietokoneita, sähköautoja tai älypuhelimia. Mutta tie tähän pisteeseen on ollut pitkä – 1800‑luvun painavista lyijyakkuista tämän päivän kevyisiin ja tehokkaisiin litiumioniakkuihin. Tässä on tarina siitä, miten akkuteknologia on kehittynyt ja mitä tulevaisuus saattaa tuoda tullessaan.

Ensiaskeleet: Voltasta lyijyakkuun

Akun historia alkaa vuodesta 1800, jolloin italialainen fyysikko Alessandro Volta kehitti Voltan pino ‑nimisen laitteen – maailman ensimmäisen sähköakun. Se koostui sinkki‑ ja kuparilevyistä, joiden välissä oli suolavedellä kostutettuja kangaspaloja. Laite tuotti tasaista virtaa, mutta sitä ei voinut ladata uudelleen, ja sen kapasiteetti oli rajallinen.

Vuonna 1859 ranskalainen insinööri Gaston Planté otti suuren harppauksen eteenpäin keksimällä lyijyakun, ensimmäisen ladattavan akun. Se käytti lyijylevyjä ja rikkihappoa elektrolyyttinä ja osoittautui nopeasti korvaamattomaksi telegrafialaitteissa, junissa ja myöhemmin autoissa. Lyijyakku oli kestävä ja kykeni tuottamaan suuren virran, mutta se oli raskas ja ympäristölle haitallinen.

Nikkelistä ja raudasta kohti kevyempiä ratkaisuja

1900‑luvun alussa etsittiin vaihtoehtoja lyijylle. Thomas Edison kehitti nikkeli‑rauta‑akun, joka oli pitkäikäisempi ja vähemmän myrkyllinen. Sitä käytettiin varhaisissa sähköautoissa ja rautateillä, mutta sen hyötysuhde oli heikko, eikä se saavuttanut suurta kaupallista menestystä.

Myöhemmin kehitettiin nikkeli‑kadmium‑akku (NiCd), joka pystyi tuottamaan suuren virran ja kestämään monia latauskertoja. Se yleistyi työkaluissa ja elektroniikassa 1900‑luvun puolivälissä, mutta kadmiumin myrkyllisyyden vuoksi sen käyttöä alettiin rajoittaa. 1980‑luvulla sen korvasi nikkeli‑metallihydridi‑akku (NiMH), joka oli ympäristöystävällisempi ja sai laajaa käyttöä muun muassa ensimmäisissä hybridiautoissa.

Læs også:

Miten älypuhelin toimii? Opas tärkeimpiin komponentteihin

Laitteet

Älypuhelin on monipuolinen laite, joka yhdistää useita teknologioita yhteen pieneen pakettiin. Tässä oppaassa selitämme, miten suoritin, näyttö, akku, kamera ja muut komponentit tekevät puhelimestasi älykkään ja tehokkaan työkalun arkeen.

Löydä uutta inspiraatiota vapaa-aikaan sähköisillä työkaluilla

Laitteet

Teknologia tarjoaa loputtomasti mahdollisuuksia tehdä vapaa-ajasta entistä inspiroivampaa. Tutustu sähköisiin työkaluihin, jotka auttavat sinua löytämään uusia harrastuksia, kehittämään taitojasi ja jakamaan kokemuksia muiden kanssa – helposti ja hauskasti.

Akun matka: Lyijyakusta nykyaikaiseen litiumioni­teknologiaan

Laitteet

Akun tarina on matka keksinnöstä, joka muutti maailmaa. Artikkeli kertoo, miten lyijyakkujen aikakaudesta on edetty kevyisiin ja tehokkaisiin litiumioniakkuihin – ja mitä seuraavaksi on luvassa energian varastoinnin tulevaisuudessa.

Valitse oikeat älykotilaitteet – näin saat järjestelmät toimimaan yhdessä

Laitteet

Älykotilaitteet tuovat mukavuutta ja turvallisuutta arkeen, mutta yhteensopivuus voi olla haaste. Tästä oppaasta saat käytännön vinkit siihen, miten valitset oikeat laitteet, rakennat toimivan ekosysteemin ja varmistat, että kaikki älykotijärjestelmät pelaavat yhteen.

Litiumioni: Modernin energian kantaja

Todellinen läpimurto tapahtui 1990‑luvulla, kun kehitettiin litiumioniakku. Siinä litiumionit liikkuvat kahden elektrodin välillä nestemäisen elektrolyytin kautta. Tuloksena on kevyt akku, jolla on korkea energiatiheys ja joka kestää satoja latauskertoja ilman merkittävää kapasiteetin heikkenemistä.

Litiumioniakusta tuli nopeasti standardi kannettavassa elektroniikassa – matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa ja myöhemmin sähköautoissa. Teknologia on mahdollistanut uudenlaisen ajattelun liikkumisessa ja energiankäytössä. Suomessa litiumioniakkujen kehitys on saanut vauhtia erityisesti sähköautojen ja uusiutuvan energian varastoinnin myötä, ja maahan on suunnitteilla useita akkutehtaita, jotka tukevat vihreää siirtymää.

Haasteet ja kehitystyö

Vaikka litiumioniakut ovat mullistaneet energian varastoinnin, niihin liittyy myös ongelmia. Ne vaativat harvinaisia metalleja, kuten kobolttia ja nikkeliä, joiden louhinta aiheuttaa ympäristö‑ ja eettisiä haasteita. Lisäksi akut voivat ylikuumentua vaurioituessaan, ja niiden kapasiteetti heikkenee ajan myötä.

Tutkijat kehittävät parhaillaan kiinteäelektrolyyttisiä akkuja (solid‑state), joissa nestemäinen elektrolyytti korvataan kiinteällä materiaalilla. Tämä voi tehdä akuista turvallisempia ja pitkäikäisempiä. Samalla tutkitaan uusia materiaaleja, kuten natriumia ja rikkiä, jotka voisivat vähentää riippuvuutta harvinaisista raaka‑aineista. Myös Suomessa tehdään aktiivista tutkimusta akkujen kierrätyksen ja materiaalitehokkuuden parantamiseksi, esimerkiksi VTT:n ja Aalto‑yliopiston hankkeissa.

Akut vihreän siirtymän ytimessä

Nykyään akut ovat keskeisessä roolissa siirryttäessä kohti uusiutuvaa energiaa. Aurinko‑ ja tuulivoima tuottavat sähköä sääolosuhteiden mukaan, ja akut tasoittavat tuotannon ja kulutuksen vaihteluita. Sähköautot puolestaan vähentävät liikenteen hiilidioksidipäästöjä ja tukevat Suomen tavoitetta olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä.

Jotta akut voivat todella tukea vihreää siirtymää, niiden on oltava edullisempia, kestävämpiä ja helpommin kierrätettäviä. Suomessa panostetaan voimakkaasti akkujen kierrätykseen ja materiaalien uudelleenkäyttöön – esimerkiksi Harjavallan ja Kotkan alueilla kehitetään kiertotalouteen perustuvia akkumateriaaleja.

Lyijystä litiumiin – ja eteenpäin

Reilussa 150 vuodessa akku on muuttunut raskaasta kemiallisesta kokeesta modernin yhteiskunnan sydämeksi. Kehitys jatkuu vauhdilla, ja tulevaisuuden akut tulevat olemaan entistä tehokkaampia, turvallisempia ja ympäristöystävällisempiä.

Akun matka on vasta alussa – mutta se on jo muuttanut maailmaa, yksi lataus kerrallaan.