Teksti Anni Turpeinen, kuvat Ulla Nisonen
Tiivis yhteistyö yritysmaailman kanssa ja entistä ympäristöystävällisempien ratkaisujen etsiminen inspiroivat professori Ulla Lassia. Hän johtaa akkukemian tutkijoiden ryhmää Oulun yliopistossa.
Kiellettyä. Ei oikeaa tutkimusta eikä tiedettä.
Näin suhtauduttiin tutkimukseen teollisuuden ja yliopistotutkimuksen rajapinnassa 15 vuotta sitten, kun Ulla Lassi oli juuri nimitetty Oulun yliopiston soveltavan kemian ja prosessikemian professoriksi.
Nuori katalyysi- ja akkukemian osaaja ei hätkähtänyt vaan näki teollisuuden ja akateemisen perustutkimuksen yhteistyön mahdollisuudet.
Lassin mielestä hyvä tutkija yhdistää perustutkimuksen ja yhteiskunnalliset tarpeet ja tekee tiedettä ratkaistakseen maailman ongelmia.
”Onneksi maailma on muuttunut ja yliopistoissa kannustetaan jaettuihin resursseihin yritysten kanssa. Akkukemian alalla akateemisessa tutkimuksessa ei pärjää, jos ei ole rakentanut vahvoja ja luottamuksellisia suhteita elinkeinoelämän kanssa.”
Tutkimusta teollisuuden rajapinnassa
Ulla Lassi johtaa Oulun yliopiston kestävän kemian tutkimusyksikköä ja työskentelee Kokkolan yliopistokeskuksessa, jossa hänen tutkimusryhmänsä kehittää uusia materiaaleja entistä ekologisempiin litiumioniakkuihin ja katalyytteihin.
Lassin ryhmä on osoittanut, että perustutkimusta on mahdollista tehdä myös teollisessa rajapinnassa. Osoituksena tästä ovat kovatasoiset tieteelliset julkaisut, joita ryhmä on julkaissut kymmenittäin viime vuosina.
Viime vuotta Lassi kutsuu tieteellisten läpimurtojen vuodeksi. Vuoden aikana Lassin tutkimusryhmä julkaisi 30 akkukemiaan liittyvää julkaisua alan arvostetuimmissa lehdissä, tuotti uusia keksintöjä ja jätti useita patenttihakemuksia.
”Meillä on kansallisesti pienet resurssit akkukemian tutkimukseen ja vähän tutkijoita; ei meillä ole varaa tehdä työtä pöytälaatikkoon. On tehtävä tieteellisesti korkeatasoista, teollisesti relevanttia ja vahvasti ajassa kiinni olevaa tutkimusta”, Lassi painottaa.
”Mitä syvemmälle kemiaan sukeltaa, sitä enemmän se kiehtoo.”
Kemian monipuolisuus ihastutti
Ulla Lassi puhuu tieteentekemisestä ja kemiasta intohimoisesti, mutta alun perin hänestä ei pitänyt tulla kemisti ensinkään. Hän menestyi koulussa kaikissa oppiaineissa ja halusi kieltenopettajaksi. Kotikaupunki Kokkolan teollinen ilme ja isän kannustus saivat nuoren Ullan kuitenkin hakeutumaan kemian opintoihin Oulun yliopistoon. Päätöstään Lassi ei ole katunut.
”Rakastuin kemian monipuolisuuteen. Mitä syvemmälle kemiaan sukeltaa, sitä enemmän se kiehtoo.”
Hänen erityisenä intohimonaan on vihreän siirtymän vauhdittaminen.
”Kemistit ovat eturintamassa ratkaisemassa maailmassa vallitsevia ongelmia. Sitä meidän pitäisi tuoda esiin entistäkin enemmän.”
Opiskeluaikana luodut verkostot elävät edelleen
Maisterin tutkinnon jälkeen Ulla Lassi aloitti jatko-opinnot kansallisessa kemiantekniikan tutkijakoulussa, jossa oli mahdollista valita kursseja sekä Teknillisestä korkeakoulusta että Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.
”Jatko-opiskelumalli loi verkostoja, joista on ollut hyötyä myöhemmin. Moni sen ajan tuttu on nykyisin professori, ja yhteistyö on yhteisen historian myötä helppoa.”
” Siteet norjalaisiin tutkimusryhmiin ovat edelleenkin tiiviit, ja teemme esimerkiksi yhteisjulkaisuja.”
Väitöstyön aikana Lassi suuntasi myös tutkijavaihtoon Norjan teknis-luonnontieteelliseen yliopistoon Trondheimiin.
”Opin tuona aikana valtavasti reaktion aikaisesta materiaalin karakterisoinnista, jossa norjalaiset olivat tuolloin edelläkävijöitä. Siteet norjalaisiin tutkimusryhmiin ovat edelleenkin tiiviit, ja teemme esimerkiksi yhteisjulkaisuja.”
Lassin väitöskirja käsitteli autojen pakokaasukatalysaattoreiden materiaaleja ja niiden termistä ja kemiallista ikääntymistä.
Väiteltyään tohtoriksi vuonna 2003 Ulla Lassi työskenteli kolme vuotta prosessitekniikan yliopettajana Centria-ammattikorkeakoulussa, kunnes hänet nimitettiin Oulun yliopiston professoriksi.
Akkuteknologiaa on kehitettävä vihreämmäksi
Ulla Lassi työskentelee päivittäin globaalien ongelmien ratkaisemiseksi.
Akkujen asema vihreän siirtymän edistäjänä on selkeä, mutta Lassi muistuttaa, että niiden valmistamisessa on paljon kehitettävää.
”Akkujen valmistaminen on vielä kaukana vihreästä teknologiasta. Teemme tutkimusta, jotta tulevaisuudessa akkujen katodimateriaaleissa ei käytettäisi enää kriittisiä raaka-aineita, kuten kobolttia ja grafiittia, eikä akkukennojen valmistamisessa myrkyllisiä halogeeniyhdisteitä. Etsimme myös ratkaisuja valmistusprosessin energiatehokkuuden parantamiseksi.”
Lassin tutkimusryhmä on löytänyt tapoja reaktiolämpötilojen alentamiseen, myrkyllisten yhdisteiden korvaamiseen vihreämmillä sekä kemikaalien käytön vähentämiseen. Myös prosessin sekundaarivirrat on pyritty hyödyntämään.
”Litiumioniakkujen kysyntä kasvaa voimakkaasti, mutta pian litiumvarannot eivät riitä”
Hiekasta ratkaisu akkukemian raaka-ainepulaan
Akkukemiaa kehitetään käyttökohteen mukaan. Usein tarvitaan kevyitä akkuja, joissa pieneen tilavuuteen pakataan valtavasti energiaa. Tällaisia akkuja käytetään esimerkiksi kannettavissa tietokoneissa ja älypuhelimissa. Joskus akun massalla ei ole merkitystä. Näin on esimerkiksi tuuli- tai aurinkovoimaloissa.
”Me voimme tehdä kompromisseja energiatiheydessä ja korvata tiettyjä alkuaineita edullisemmilla ratkaisuilla. Tällä hetkellä esimerkiksi litiumioniakkujen kysyntä kasvaa voimakkaasti, mutta pian litiumvarannot eivät riitä. On tärkeää huomata, että Euroopassa ei ole yhtään litiumkaivosta tai -tuotantolaitosta ennen kuin Suomen Kokkolaan nousee lähivuosina ensimmäinen”, Lassi kertoo.
Jotta akkuteknologia ei olisi niin riippuvainen litiumista, Lassi tutkijoineen on kääntänyt katseensa hiekkaan ja sen sisältämään natriumiin.
”Natrium on yleinen alkuaine, jota on paljon saatavilla. Natriumioniakku mahdollistaa myös biomassan käyttämisen akun anodimateriaalina, mikä tuo vihreyttä prosessiin.”
Näin on mahdollista irtautua anodimateriaalina käytettävästä grafiitista, joka on EU:n kriittisten materiaalien listalla.
Grafiittia voidaan valmistaa myös synteettisesti korkeissa lämpötiloissa. Tämä vaatii kuitenkin valtavasti energiaa, ja puhdistukseen tarvitaan erittäin myrkyllisiä kemikaaleja, kuten vetyfluoridia.
”Natriumioniakkuteknologia on monin tavoin askel kohti kestävää kehitystä”, Lassi sanoo.
”Palkkaan itseäni fiksumpia ihmisiä”
Lassi kertoo, että menestykäs tieteellinen ura ei olisi ollut mahdollista ilman kansainvälisiä ja kansallisia verkostoja sekä lahjakkaita tutkijoita, jotka työskentelevät hänen ryhmässään.
”Metodinani on palkata itseäni fiksumpia ihmisiä, jolloin tekemisen laatuun ja tuloksiin voi luottaa. Annan tutkijoille paljon vapautta työskennellä sen parissa, mikä heitä kiinnostaa. Se ruokkii heidän tiedonnälkäänsä ja pitää yllä innostusta.”
Resepti näyttää olevan tehokas, sillä keväällä valmistuu 25. Lassin ohjaama väitöskirja.
”Yksi tutkimustulos kerrallaan etenemme kohti ekologisesti kestävämpiä akkuja.”
Juuri nyt
Mikä alkuaine olisit?
Elohopea. Toivottavasti en yhtä myrkyllinen, mutta dynaaminen, liikkuva, reipas ja vilkas.
Mitä alan kirjallisuutta luet?
Luin juuri Marjo T. Nurmisen tietoteoksen Tiedon tyttäret, joka kertoo unohduksiin jääneistä tieteen parissa työskennelleistä naisista. Onneksi ajat ovat muuttuneet.
Viime aikojen kohokohta?
Kansainvälisessä yhteistyössä tehty kovatasoinen akkukemian artikkeli julkaistiin Advanced Energy Materials -lehdessä.
Ketä kemian alan ihmistä ihailet ja miksi?
Yhdysvaltalaista professori John B. Goodenoughta, jota voi kutsua litiumioniakkukemian isäksi. Hän sai liki 100-vuotiaana kemian Nobel-palkinnon vuonna 2019. Ihailen myös Uppsalan yliopiston professoria Kristina Ekströmiä, joka on vanhempana professorina aina kannustanut ja rohkaissut meitä nuorempia.
Opiskeluaikojen mieleenpainuvin moka?
Laboratoriotöissä annostelimme vahingossa moninkertaisen määrän vaahdotuskemikaalia ja lähdimme odottelemaan vaikutusta kahvipaussille. Siivottavaa riitti!
