Füüsikalise keemia professor Enn Lust ning füüsikalise ja elektrokeemia kaasprofessor Alar Jänes pälvisid riigi teaduspreemia keemia ja molekulaarbioloogia alal tööde tsükli „Operando meetodite arendamine ja rakendamine poorsete Na-ioon patareide elektroodide ning muude poorsete materjalide ja ühikrakkude süvauuringuteks“ eest.

Lust ja Jänes on oma teadustöös otsinud asendust liitiumioonakude kallitele ja piiratud varudega komponentidele ning asendanud liitiumipõhised elektroodid naatriumipõhistega. Nad on välja töötanud unikaalse tehnoloogia aku elektroodide töö jälgimiseks, katsetanud ka Eesti turbast sünteesitud elektroode ning mõõtnud nende omadusi aku laadimisel ja tühjenemisel. Katsete käigus on nad jõudnud uudsete akude puhul sama mahutavuseni mis liitiumioonakudes.

Preemiaga esile tõstetud tööde tsükli üks eesmärk oli välja töötada võimalikult tõhusad, suure mahutavuse ja pika elueaga naatriumioonpatareid. Alar Jänes selgitab, et neid on märkimisväärselt odavam toota ning kahtlemata on neil ka väiksem keskkonnamõju kui liitiumioonpatareidel, sest ei kasutata kallihinnalisi ja keskkonda saastavaid materjale ega tootmisvõtteid.

Nagu teada, on Eestis tarvis fossiilsete kütuste tarbimist kõvasti vähendada, eriti transpordisektoris. Üks võimalus on minna üle keskkonnahoidlikule ja -ohutumale ringmajandussüsteemile, kuid selle puhul tõuseb päevakorrale stabiilsus. „Kui kasutada elektri tootmiseks päikest ja tuult, saame pulseeriva elektri, mis aga tähendab ebastabiilset elektrivõrku,“ ütleb Jänes. Stabiilsuse tagamiseks on vaja suuri energiavooge salvestada ja selleks sobivad statsionaarsed energiasalvestussüsteemid, mis põhinevad naatriumioonpatareidel.

Jänese sõnul on neid viimasel ajal maailmas väga hoogsalt arendatud. „Naatriumioonpatareidel võiks tulevikus olla väga oluline roll taastuva energeetika laiaulatuslikul rakendamisel Eestis, kui kombineerida patareid, päikesepaneelid ja ka tuulepargid kütuseelementide ja elektrolüüseritega terviksüsteemiks,“ selgitab ta. Sellise kombineeritud süsteemi kasutamiseks on vaja omakorda kestlikke vesinikuenergeetika komplekssüsteeme, mille juurde kuuluvad samuti naatriumioonpatareid. „Eesti tingimustes on need elektrolüüserite töö tagamiseks tuule- või päikeseparkides hädavajalikud. Elektrolüüserid toodavad vesinikku ja kui kunagi vesinikuühiskonda jõuame, on meil neid vaja. Selleks need komplekssüsteemid ongi. See võiks olla üks lahendus rohepöördeks Eestis.“

Naatriumioonpatareide arendamisel käib praegu ülemaailmne võidujooks, milles osalevad ka TÜ teadlased. Nad kinnitavad, et tegelevad arendustöödega edasi.