Ennen kuin ymmärtää tekniikan lisensiaatin Jari Keskisen tuoretta väitöstutkimusta, pitää tietää, mikä on superkondensaattori.
Superkondensaattori on kondensaattori, johon voidaan varastoida poikkeuksellisen suuri määrä energiaa. Kondensaattori on puolestaan komponentti, joka varastoi energiaa sähkökenttään.
Superkondensaattoreita tutkitaan ja sovelletaan esimerkiksi sähköautoissa, älypuhelimissa ja lentokoneissa.
Tekniikan lisensiaatti Jari Keskinen on kehittänyt Tampereen teknillisen yliopiston väitöskirjatutkimuksessaan uudentyyppisen superkondensaattorin. Sen hyötyjä ovat ympäristöystävällisyys ja joustavuus.
– Kaupallisissa versioissa on yleensä haitallista nestettä sisällä, tässä on vain suolavettä, Keskinen kuvaa.
Superkondensaattori valmistettiin kartonki- tai muovialustoille. Muina materiaaleina käytettiin metallikalvoja, hiiltä, paperia, biopolymeeri kitosaania ja suolavettä.
Pinta-ala on muutama neliösenttimetri ja paksuus alle millimetri. Koko esine on tehtävissä painokoneella.
Valmistettujen superkondensaattorien varauskyky on väitöksen mukaan selvästi suurempi kuin vastaavan kokoisilla perinteisillä kondensaattoreilla.
– Materiaalivalinnoissa huomioitiin mahdollisuus kierrätykseen tai hävittämiseen polttamalla, Tampereen teknillisessä yliopistossa elektroniikan alalta väittelevä Keskinen kertoo.
Hyvin halvat materiaalit
Keskisen superkondensaattoria ei vielä valmisteta sarjatuotannossa, mutta raaka-aineet olivat hyvin halpoja.
– Ne maksoivat muutaman sentin, Keskinen sanoo.
Väitöstutkimuksen mukaan tällaiset pienet, ympäristöystävälliset superkondensaattorit voisivat korvata akkuja ja paristoja.
– Pienet, ympäristöystävälliset energiavarastot yhdessä energiakeräimen kanssa voivat korvata akkuja ja paristoja ja siten ratkaista miljardien ongelmallisia materiaaleja sisältävien komponenttien aiheuttaman jäteongelman, Keskinen sanoo.
Superkondensaattoreita käytettäessä tarvitaan käytännössä aina varsinainen energialähde, jonka tuottamaa energiaa superkondensaattori varastoi.
Energian varastointi superkondensaattorin avulla mahdollistaa sähkölaitteiden toiminnan silloin, kun ensisijainen energialähde ei ole käytettävissä. Tällainen tilanne olisi Keskisen mukaan esimerkiksi pimeässä aurinkokennoilla.
– Mahdollisia tekniikoita ovat esimerkiksi valosta, liikkeestä tai lämpötilaeroista energiaa keräävät ratkaisut. Varastoinnin lisäksi superkondensaattoria voi hyödyntää antamaan energiaa tehohuipuissa, joihin energiakeräin ei pysty vastaamaan, Keskinen kertoo.
Hänen väitöksensä tarkastetaan tämän viikon perjantaina Tampereen teknillisessä yliopistossa.