Sú pevné Li-ion batérie falošnou nádejou?

ZDROJ | IamRenew

Budúcnosť batériových úložísk, elektromobilov a elektroniky napájanej z batérií vyzerá ružovo. Existujú obrovské inovačné možnosti Li-ion batérií z hľadiska chémie a materiálu elektród, ktoré môžu dramaticky zlepšiť ich parametre v nasledujúcom desaťročí.

Pozrite si „Prevratné batérie“ má Tesla vyrábať aj v Gigafactory Berlín

Premietnuté do praxe by to malo priniesť lítium-iónové batérie za ceny okolo 50 USD / kWh, schopnosť rýchlonabíjania, životnosť 10 000 nabíjacích/vybíjacích cyklov – v elektromobiloch už 5 000 cyklov prinesie  „doživotie“ pri najazdení milión míľ (1,6 mil. kilometrov) a viac – a 30-ročnú životnosť.

Ceny lítium-iónových batérií dramaticky poklesli na konci 90-tych rokov a začiatkom 21. storočia,  najmä u 18650 cylindrických článkov, ktoré používali takmer všetky notebooky. Tesla použila tieto články na výrobu prvých moderných elektromobilov.

Vyrobené by mali byť navyše z bežne dostupných materiálov, s vylúčením problematických prvkov, ako je kobalt. To všetko nás údajne čaká v nasledujúcom desaťročí. Podľa spoločnosti Sila Nanotechnologies by dopyt po takýchto batériách dosiahol globálne až 30 000 GWh, čo by zrejme radikálne zmenilo dnešné hospodárstvo založené na fosílnych palivách. Bodaj by sa to podarilo.

Mnoho automobiliek a firiem vyrábajúcich batérie v tomto duchu stavia na Li-ion batérie s tuhým elektrolytom. Do ich vývoja a výroby investujú napríklad aj Volkswagen a Bill Gates (v prípade spoločnosti QuantumScape),  a venuje sa im aj Tesla a ďalšie spoločnosti. Práve bývalý vývojový pracovník Tesly, Gene Berdichevsky, ktorý zodpovedal za vývoj batérií pre Tesla Roadster, je však skeptický.

Zvyšuje sa hustota energie, ktorá umožňuje bunkám akumulovať viac náboja, kým masová výroba znížila náklady na články. To stlačilo cenu za 1 kWh. Ale dnes používaná chémia dosiahla svoje limity a je potrebný nový technologický impulz.

Berdichevsky, ktorý po odchode z Tesly založil Sila Nanotechnologies, tvrdí že batérie s tuhým elektrolytom (solid-state batteries, SSB) sú „falošnou nádejou“.

Gene Berdichevsky, ktorý je generálnym riaditeľom Sila Nanotechnologies , vydal začiatkom septembra spolu s Glebom Yushinom, technickým riaditeľom firmy, dokument  The Future of Energy Storage, kde podrobne rozoberajú súčasný stav Li-ion batérií a úskalia ich najbližšieho vývoja.

Štruktúra typického cylindrického článku súčasnej Li-ion batérie. ZDROJ | Sila Nanotechnologies

Perspektívy na nasledujúcu dekádu sú také, ako sme uviedli nižšie. Autori však komentujú, že niektoré tieto hodnoty sú len zdanlivo realitou už dnes. Bombastické prezentácie totiž väčšinou hovoria a životnosti, kapacite, a pod. pri jednotlivom článku, nie pri jeho zabudovaní do batérie. Alebo takzvaná  „1 milión míľová“ batéria súčasnosti nevyzerá dobre z hľadiska nákladov, keďže tie dosahujú asi 200 USD/kWh.

Pozrite siBill Gates verí batériám QuantumScape

Dosiahnuť všetky vytýčené méty v batérii súčasne – nízku cenu, veľkú životnosť, vysokú energetickú hustotu a zvýšenú bezpečnosť, bude oriešok, ktorý budú musieť firmy ešte rozlúsknuť.

Autori štúdie uvádzajú, že pomocou dvoch nových druhov katód založených na fluoride kovu alebo na síre, v kombinácii s kremíkovou anódou sa dajú dosiahnuť náklady na batérie 50 USD / kWh do roku 2030 a 30 USD / kWh do roku 2040.

Tesla Roadster 2021ZDROJ | electrek.co

SSB batérie však nemajú perspektívy také jednoznačne pozitívne, ako by sa mohlo zdať. Okrem tvorby dendritov môžu byť ich tuhé elektrolyty napríklad aj náchylné na mikrotrhliny. To sú len niektoré z technologických problémov, ktoré treba vyriešiť.

Druhou stránkou mince je prispôsobenie výroby batérií na nové technológie, keďže dnes všetky fabriky pracujú s tekutým elektrolytom. To si okrem času vyžiada aj nemalé investície.

Obidvaja autori však tvrdia, že by sa radi, v záujme revolúcie elektromobility, vo svojich obavách  mýlili. Uvidíme. Aktuálne sa budeme tešiť na informácie a prognózy, ktoré už onedlho prinesie Elon Musk na stretnutí akcionárov Tesly a na podujatí Tesla Battery Day 22. septembra.

ZdrojINSIDEEVs

Komentáre k článku