Energiapitoisuutta

Energiapitoisuus on fysikaalinen suure, joka kuvaa energian määrää järjestelmässä per yksikkötilavuus tai per massa. Se voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: gravimetrinen energian pitoisuus (specific energy), joka mittaa energian määrää massayksikköä kohti (J/kg tai kWh/kg), ja tilavuuden energian pitoisuus (volumetric energy density), joka mittaa energian määrää tilavuutta kohti (J/m³ tai kWh/L).

Energiapitoisuus on keskeinen käsite energiajärjestelmissä ja kuljetuksessa, koska se vaikuttaa kuljetettavan energian määrään sekä tilan ja massan tarpeeseen. Gravimetrinen pitoisuus kertoo, kuinka paljon energiaa on tarjolla painoyksikköä kohti, kun taas tilavuuden pitoisuus kertoo, kuinka paljon energiaa voidaan varastoida tilaan rajattuun tilavuuteen.

Esimerkkejä yleisistä arvoista: bensiini ja diesel ovat korkean gravimetrisen energian pitoisuudet, yleensä noin 44–46 MJ/kg (bensiini) ja vastaavasti hieman suuremmat tai samansuuruiset MJ/kg-arvot, tilavuudessa noin 30–35 MJ/L pintaan lähellä. Vety: gravimetrinen noin 120–140 MJ/kg, mutta tilavuudellinen energian pitoisuus on hyvin alhainen kaasumaisessa tilavuudessa; nesteytettynä se voi olla noin 8–12 MJ/L. Litium-ioni -akut ovat huomattavasti pienempi gravimetrinen pitoisuus, tyypillisesti noin 0,1–0,3 kWh/kg (noin 0,4–1,1 MJ/kg), ja tilavuudellinen noin 0,25–0,70 kWh/L (noin 0,9–2,5 MJ/L).

Energiapitoisuus vaihtelee sekä aineen että olosuhteiden mukaan, ja se määrittää olennaisesti energiajärjestelmien suunnittelua ja suorituskykyä.