Polttokennoja akkujen rinnalle Polttokennot ovat lupaava vaihtoehto akuille. Annukka Santasalo-Aarnion kehittämä menetelmä helpottaa polttokennoihin sopivien aineiden löytämistä. Teksti Marja Saarikko Kuva Kai Widell ”Kännykät ovat pian kuin minitelevisioita. Siirtyminen 4G-verkkoihin mahdollistaa entistä paremmin livekuvan katsomisen, mutta samalla se nostaa akuilta vaadittavaa tehoa”, kertoo Annukka Santasalo-Aarnio. Tekniikan lisensiaatti SantasaloAarnio tutki väitöstyössään alkoholikäyttöisiä polttokennoja, jotka ovat tulevaisuudessa lupaava vaihtoehto perinteisille litium-ioni-akuille. Polttokennot ovat akkuja tehokkaampia eikä niitä tarvitse ladata. Lisäksi alkoholi on polttoaineena edullinen ja ympäristöystävällinen ratkaisu. Santasalo-Aarnio uskoo, että hänen tutkimansa suora-alkoholipolttokennot ovat kaupallisina tuotteina viimeistään 10–20 vuoden kuluttua. Alati kasvava tehokkuuden vaatimus saattaa kuitenkin lisätä kiinnostusta niiden kehittämiseen, jolloin ne voivat tulla markkinoille nopeamminkin.
Kiitosta materiaalikehittäjiltä Santasalo-Aarnion kehittämän menetelmän avulla tutkijat voivat nopeasti seuloa monen materiaalin joukosta
Annukka Santasalo-Aarnio tutki alkoholipolttokennoja, joiden etuja ovat tehokkuus ja ympäristöystävällisyys. polttokennoihin parhaiten soveltuvat aineet. ”Jos tutkijalla on esimerkiksi kymmenen näytettä, hän voi menetelmän avulla löytää niistä nopeasti kaksi parasta, eikä hänen tarvitse tehdä jatkotutkimuksia jokaiselle kymmenelle näytteelle.” Uusi menetelmä jäljittelee suoraalkoholipolttokennon elektrodin toimintaa. Se soveltuu SantasaloAarnion mukaan erityisesti elektrodeilla tapahtuvien reaktioiden ymmärtämiseen.Menetelmä on otettu yliopistomaailmassa hyvin vastaan. ”Siitä ovat hyötyneet erityisesti materiaalikehittäjät, joilla ei ole syvällistä sähkökemian tuntemusta. Heiltä on tullut paljon kiitosta myös sovellusnäkökulman huomioimisesta.”
Santasalo-Aarnio tutki perinteisten alkoholien kuten metanolin, etanolin ja isopropanolin soveltuvuutta kennojen polttoaineeksi. Lisäksi hän tutki kehittämällään menetelmällä näiden alkoholien reaktioita kennojen elektrodeilla. Hän havaitsi, että platinasta ja palladiumista valmistetuilla elektrodeilla metanolista syntyy formaldehydiä, muurahaishappoa ja hiilidioksidia. Etanoli tuottaa asetaldehydiä ja etikkahappoa sekä isopropanolista syntyy asetonia. Perinteisissä polttokennokokeissa tutkittavaa ainetta on tarvittu huomattava määrä. Uuden menetelmän avulla tutkimus onnistuu vähäiselläkin ainemäärällä. Koska kennossa tapahtuu valtavasti erilaisia reaktioita, uusi menetelmä tarvitsee yhä rinnalleen myös perinteisiä kokeita.
Vähempi aine riittää Polttokennojen kehittämisessä vaaditaan yhä paljon perustutkimusta. Esimerkiksi niissä käytettyjen jalometallikatalyyttien tilalle on etsittävä parempia katalyyttejä. Myös sopiva polttoaine on löydettävä.
Annukka Santasalo-Aarnio 14.12.2012: Ex situ and in situ characterization of direct alcohol fuel cell anode materials. Kemian tekniikan korkeakoulu. AALTO UNIVERSITY MAGAZINE 06 \ 47