Viimsi firma sihikul on juba vähemalt viiendik maailmast (7)

Skeleton Technologies on peamine uuenduslike superkondensaatorite tootja Euroopas, tänavu laiendatava tehase maksimaalne aastatoodangu maht peaks prognooside järgi küündima 15 miljoni euroni. Superkondensaatorite järele on väga suur nõudlus autode, elektrisõidukite ning ka näiteks kraanade ja ekskavaatorite tootmises, lennuki- ja kosmosetööstuses, ning nõudlus üha kasvab. Superkondensaatorid on väga töökindlad ja pika kasutuseaga energiasalvestid, mille peamine kasu ilmneb aga igapäevase energiasäästu näol, mis näiteks veonduses ulatub juba praegu viiendikuni.

Kuigi superkondensaatorite teooria on juba kümnendi jagu arendajate meeli erutanud, on tõsisemate tulemusteni, mida ka praktikas rakendada saaks, hakatud jõudma lähiaastatel. Praegu üleilmselt alles miljardi dollarilise mahuga turg kasvab aastas 30 protsenti ning peaks prognooside järgi kaheksakordistuma aastaks 2025 ehk üheksa aastaga. Maailmas on selles uues ülimalt teadusmahukas valdkonnas suurtegijad USA, Jaapan ja Lõuna-Korea. Euroopas, mis moodustab 30 protsenti maailmaturu mahust sel alal, on aga pea ainsaks keskuseks ja tootjaks Eesti. Nii et pealkirjas väljendatud sihti saavutatakse tegelikult just praegu, neil nädalail. Siin, Eestis, Tallinna külje all Viimsis Lubja külas.

Vaikne plahvatus

Avalikkuse silme all märkamatult toimuva ekspansiooni keskus asub Laidoneri muuseumist kilomeetri jagu edasi, seal, kus mäe taga uued elukvartalid annavad ruumi vähe lagedamale. Uus, väiksem kahekorruseline tootmishoone paelub pilku vaid seetõttu, et ümberringi pole veel teisi ehitatud. Väljaarendatud tööstuspargis jääks see suuremate angaaride varju.

Kui anname kella ukse taga, mille kõrval silt „Skeleton Technologies”, märkame koos meiega sissepääsu ootavat noorukest naist, kellega rääkides selgub, et ta on firmasse tulnud töökuulutuse peale. Tehas ongi parasjagu faasis, kus väiketootmisest vooltootmisele üleminek on vaid tootmisliinide paigaldamise ja käima timmimise kaugusel, selgitab meid vastu võttev ettevõtte tegevjuht Taavi Madiberk.

„Asjad võtavad küll alati rohkem aega, kui on algselt kavandatud. Praeguseks aga oleme tulemusega vägagi rahul: oleme suutnud n-ö laborist välja tulla, oleme esimestest prototüüpidest jõudnud reaalsete toodeteni. Selge, et ainult heast ideest ei piisa, idee peab ka ellu viima. Selleks on meil väga tugev ja kompetentne meeskond,” selgitab Madiberk, kelle arvas tuntud USA majandusajakiri Forbes alla 30-aastaste ettevõtjate seas Euroopa mõjukamate teaduse ja tervise ala ettevõtete juhtide hulka. Ta rõhutab samas: „Meil on maailmatasemel meeskonnas üheksa doktorikraadiga inimest väga mitmes meile vajalikus valdkonnas.” Ja ettevõte on noor: koridorides, tsehhis, laboreis ning kohvinurgas annavad tooni alla kolmekümnesed.

Madiberk lisab, et paralleelselt arendatakse suurt kondensaatoritehast Saksamaal Saksimaa liidumaal, selle tootlikkuseks on juba 50 miljoni euro eest toodangut aastas. Investorid usuvad Skeletoni – mullu mahutati arendamisse uskumatud 10 miljonit eurot.

Väike, aga võimas

Kui alustame ringkäiku maailma ühes eesrindlikumas tehases, panen vaimu valmis suurteks masinateks ja pikkadeks vahemaadeks. Tegelikkus aga üllatab: tootmine on kompaktne ja tähtsamad protseduurid tehakse ära mõnes ruumis, sellega on ametis mõnikümmend inimest ning suur osa tööst tehakse käsitsi. See paradoks on kaheosaline: esiteks, materjale kulub elementide tegemiseks vähe, sest superkondensaatorid on väga suure energiamahutavusega, ning teiseks, kosmosetööstusele, mootorispordile ja teistele nõudlikele valdkondadele erilahenduste tegemise juures on inimkäsi paindlikum kui mahukad tööstusseadmed.

Tõsi, tsehhis on reserveeritud suur ruum vooltootmisliinile, siis alles ilmneb siinse tootmiskorralduse ja väljatöötluse tõeline võimekus. „Sel aastal tuleb meil Eestis ainuüksi seadmete hankesse veel kolm miljonit eurot. See on teadus- ja seadmemahukas äri, see pole mõne rakenduse arendus, kus piisab paarist lauast ja paarist arvutist,” märgib ettevõtte kaasasutaja Madiberk, kes on varem ka veebiäris kätt proovinud.

Praegu aga valmistab osa töötajaid mustast süsiniku nanopulbrist pea läbipaistvalt õhukesi elektroodilinte, teised valges kitlis töötajad monteerivad neist õhukestest kelmetest ja fooliumist kondensaatorite komponente. Märkan, et kätt proovib ka lävel kohatud naine. Kolmandad inimesed paigutavad need tugevaisse metallkorpustesse, neid toob tootmisjuht meilegi uudistada. Sellisega jääb fotole ka Madiberk. Ei midagi erilist, tundub.

Miks siis sellise kiitleva nimetusega toodet – superkondensaator – haaratakse tööstuses, ka kosmosetööstuses, nagu sooja saia?

Juba kasutusel

„Superkondensaatoritest käivitusmoodul võimaldab auto käivitada iga ilmaga, olgu külma kas või 40 kraadi. Ja korraliku kütusesäästu annab see samuti. Põhjalas – Põhja-Norras, Põhja-Soomes on veokijuhid meie tootega ikka väga rahul,” räägib Madiberk ka jalakäijaile mõistetavat juttu. Suur osa autojuhtidest, eriti pikamaasõitudel, kasutab nimelt auto elektrisüsteemi kabiini kütteks, toiduvalmistamiseks, arvuti ja teleri jaoks, selleks kõigeks kulub aga akut. Et see hommikuks tühjaks ei läheks, peab mootorit tihti öö läbi tühikäigul käimas hoidma. Sellise käivitusmooduliga pole hirmu, et hommikul auto kuidagi käima ei lähe.

„Esimesed lahendused tegime meie kaitseväe sõidukite jaoks. Kogesime, et moodulit saab kasutada n-ö parun Münchauseni põhimõttel: nagu tirida end juukseidpidi laukast välja, ehk kui sõiduki aku enam masinat käivitada ei suuda, on täiesti tühi, siis on seal siiski alati veel nii palju energiat, et sellega saab mooduli korralikult ära laadida ja sellega mootori käima tõmmata. Superkondensaatori laadimine võtab seejuures aega paar sekundit,” kirjeldab Madiberk seadet, mis on juba praegu paljudel suurematel autodel, edaspidi aga aku kõrval kõigil sõidukeil kõikjal, kus kütusekulu ja töökindlus just ükskõik pole.

Tõnisson tegi

Madiberk meenutab, et eduloole panid aluse Tartus tegutsevad materjaliteadlased oma uuringutega. Asja aga lükkas liikuma Heldur Tõnisson, kuulsa riigiisa Jaan Tõnissoni poeg, endine Postimehe omanik. Ja arendus-uurimistööd tehti väga laial skaalal: Tartus, Stockholmis ja Californias. Tartu tiim oli vast kõige edukam.

“Ütleme, et Heldur Tõnisson oli omast ajast pehmelt öeldes „veidi” ees. 2002. aastal sai ettevõte koostöölepingu Toyota Motor Corporationiga, et hübriidauto Priuse nikkel-metall-hüdriidakud asendada superkondensaatoritega,” selgitab noorem Madiberk, kes oli algusaegadega seotud oma isa, teadlase ja inseneri Vello Madiberki töö juures juba kooliajast vabaks jäänud hetkedel.

Ta jätkab: „Arenduse ajal aga selgus, et eeldus oli vale: superkondensaator ei asenda akut, see on võimsusseade, aku aga energiaseade. Kui 2005. aastal koostöö Toyotaga lõppes, kadus ka tollal juba 90-aastasel Tõnissonil suurem huvi selle suuna arendamise vastu.” Pärast vahepealset edutut ettevõtet 2009. aastal lõpus ostsid praegused omanikud välja osa ettevõtte varadest ning intellektuaalse omandi.

Reaalala jurist

„Mina olin selleks ajaks jõudnud – üllatus küll – juba mitu aastat ülikoolis õigusteaduskonnas õppida,” meenutab Taavi Madiberk. Ta räägib, et sinnani oli Tartus teadus- ja tootearendust, peamiselt materjaliteaduse vallas, tehtud väga mitmes suunas: superkondensaatoritest ja liitium-ioonakudest vesiniku salvestamiseni, ning oli selge, et väike ettevõte peab millegi saavutamiseks keskenduma ühele konkreetsele suunale.

„Meie jaoks jäi fookuseks superkondensaator, mis oli elule ja turule sel hetkel kõige lähedasem. Sellest ajast olemegi keskendunud grafeenipõhiste superkondensaatorite arendamisele ja oleme sel alal maailma parimad, meie tooteil on põhinäitaja ehk energiatihedus kaks korda kõrgem ning võimsustihedus üle viie korra kõrgem kui teistel arendajatel,” selgitab Madiberk.

Ettevõttel pole mingit põhjust olla tagasihoidlik. Reaalelus tähendavad need näitajad, et näiteks maailmas ainulaadse pidurdusenergia süsteemi KERS moodul on Skeletonil konkurentide omast kolm korda väiksem. Eriti suure eelise annab see erinevus kosmose- ja kaitsetööstuses, ka näiteks mootorispordis, seal, kus iga gramm ja kuupsentimeeter on arvel. „Meie üks esimesi kliente oligi Euroopa kosmoseagentuur, kelle jaoks arendame 2018. aastaks satelliitide tipuenergia seadet,” sõnab Madiberk, kui oleme tootmise uudistamise lõpetanud.

Ilmneb, et kui president Lennart Meri soovitas otsida ideid, et saaks leiutada Eesti Nokia, siis oli idee-ettevõtte Skeletoni idu juba peenrasse külvatud.

Teadust ka

„Superkondensaatorit eristab tavakondensaatorist väga suur elektrimahutavus: tavalistel on see mikrofaraditega mõõdetav, sama massi või ruumalaga superkondensaatoritel aga tuhandeid faradeid,” selgitab Skeleton Technologiesi tegevjuht Taavi Madiberk. Ta räägib, et vähemalt kümneid tuhandeid kordi suurem energiatihedus on saavutatud uut moodi elektroodidega. Need on tehtud grafeenist ehk nanotehnoloogia abil valmistatavast üliõhukesest süsinikmaterjalist, sellel on ülisuure mahutavusega pind, see, mis seob ioone ehk elektrit. Muide, Tartus toodetakse grafeeni ainsana maailmas metallkarbiidist, mujal saadakse vajalik süsinik kookospähklite söest.

„Meie teadlaste aastatepikkuse arendustöö tulemusena on saavutatud materjali ühe ainegrammi kohta 2000 ruutmeetrit siduvat pinda,” valgustab Madiberk Eesti teaduse mängumuutvat jõudu. Detaile armastavaile inimestele lisainfot: selle siduva pinna on Eesti teadlased suutnud kujundada sel moel poorseks, et see sobiks võimalikult täpselt elektrolüüdi iooni mõõtudega.

„Need peensused ja ka järgneva tootmise mõningad olulised detailid on meil kaetud praeguseks juba 11 patendiperekonnaga. Sellest meie firmas endas toodetava materjali urbsusest, muide, tuleneb ka firma nimi – skeleton ehk karkass. See teadustöö, ning muidugi kaasnev tootearendus, on meid viinud praeguse eduni,” nendib Madiberk.