Na rok 2023 dwóch chińskich producentów zapowiedziało pierwsze zestawy akumulatorów umożliwiające zasięg ponad 1000 kilometrów. Jednocześnie oczekuje się, że taki akumulator będzie można naładować do zasięgu 700 kilometrów w mniej niż 10 minut.
Niemiecki profesor chemii Maximilian Fichtner prowadzi badania nad technologią akumulatorów przyszłości. Nie tylko on uważa, że wydajne baterie są kluczem do sukcesu elektromobilności.
Akumulatory są najważniejszą częścią pojazdu elektrycznego. Który z nich jest najlepszy?
- Najlepszy jest oczywiście akumulator, który w zależności od pojazdu i jego przeznaczenia łączy w sobie najlepsze właściwości w zakresie pojemności, szybkiego ładowania, niskich kosztów, bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju. W klasie luksusowej liczy się duży zasięg. W klasie kompaktowej bateria powinna być znacznie tańsza, ale nie musi oferować tak dużej pojemności - mówi Profesor dr Maximilian Fichtner, który prowadzi w Niemczech badania nad technologią akumulatorów przyszłości.
Naukowiec udzielił niedawno obszernego wywiadu pt. „Rozwój technologii baterii jest w obecnych czasach niezwykle ekscytujący”. Rozmowę opublikowano w materiałach prasowych Grupy Audi, która dzięki atrakcyjnym markom, nowym modelom, innowacyjnym ofertom mobilności i przełomowym usługom systematycznie realizuje swoją drogę do stania się dostawcą zrównoważonej, indywidualnej mobilności premium.
Cytowany naukowiec jest dyrektorem zarządzającym Helmholtz Institute Ulm Electrochemical Energy Storage (HIU), który koncentruje się na badaniach i rozwoju koncepcji akumulatorów elektrochemicznych nowej generacji i nie tylko. W HIU, założonym w 2011 roku przez Karlsruhe Institute of Technology (KIT), około 150 naukowców bada dalszy rozwój podstaw przyszłościowych systemów magazynowania energii do użytku stacjonarnego i mobilnego. Fichtner jest nie tylko dyrektorem HIU, ale także liderem grupy badawczej Solid State Chemistry. Ponadto jest również dyrektorem CELEST, Center for Electrochemical Energy Storage Ulm & Karlsruhe, platformy badawczej, która łączy podstawowe badania zorientowane na zastosowania z praktycznym rozwojem i innowacyjnymi technologiami produkcji. Jest również rzecznikiem klastra doskonałości POLiS prowadzącego badania nad bateriami przyszłości, które są mocniejsze, bardziej niezawodne, bardziej zrównoważone i bardziej przyjazne dla środowiska niż obecne baterie litowo-jonowe.
To miejsce w pojeździe elektrycznym jest oczywiście ograniczone. Niektórzy producenci pracują nad tak zwanym "cell-to-pack design" lub "cell-to-body design". W tych przypadkach zestawy baterii nie składają się już z ogniw wielkości tabliczki czekolady, ale są one wielkości deski. Takie większe jednostki wymagają mniej materiału opakowaniowego, zapewniając tym samym więcej miejsca na rzeczywisty materiał magazynujący. Osiągają one gęstość integracji przekraczającą 70 procent, podczas gdy zwykłe baterie osiągają około 50 procent.
Producenci pojazdów elektrycznych, którzy chcą opracować własne akumulatory, mogą od samego początku wziąć pod uwagę te skoki technologiczne. W końcu nie chodzi o pojedyncze ogniwo akumulatora, ale raczej o budowanie ogniw, które zajmują jak najmniej miejsca, a jednocześnie są jak największe.
- Spodziewamy się skokowego postępu. Na rok 2023 dwóch chińskich producentów zapowiedziało pierwsze zestawy akumulatorów umożliwiające zasięg ponad 1000 kilometrów. Jednocześnie oczekuje się, że taki akumulator będzie można naładować do zasięgu 700 kilometrów w mniej niż 10 minut. Jako badacz, sam jestem zaskoczony dynamiką tego rozwoju. Byłby to wielki skok w technologii akumulatorów, który nie opiera się nawet na wymyślnej nowej chemii, ale raczej na środkach technologicznych - kontynuuje Profesor dr Maximilian Fichtner.
I od razu dodaje, że moc ładowania jest w takich rozważaniach często zaniedbywana - wszak rzadko przejeżdża się 600 kilometrów na raz. Dlatego ważnym jest, by duże baterie były w stanie szybko się ładować.
- W końcu o to właśnie chodzi. Kiedy można naładować akumulator pojazdu elektrycznego z 10 do 80 procent w zaledwie dziesięć minut, to dla silnika spalinowego oznacza wypadnięcie z gry - dodaje.
Istnieją materiały, które umożliwiają szybsze ładowanie akumulatorów, podczas gdy ładowanie innych trwa dłużej. Technicznie rzecz biorąc, jony litu przemieszczają się z katody do anody podczas ładowania, a anoda przechowuje jony litu, gdy bateria jest naładowana.
- Obecnie do anody dodawana jest warstwa grafitu. Niektórzy producenci baterii chcą zamiast tego stosować kompozyty krzemowo-węglowe, ponieważ można je ładować znacznie szybciej, nawet w niskich temperaturach. Istnieje duży potencjał rozwoju, jeśli chodzi o materiały. Zmieniając materiał samej anody, ogniwo jako całość zyska o 30 procent większą pojemność. Wciąż więc czekają nas niesamowite przełomy. Poza tym, jeśli chcesz naładować akumulator o pojemności 60 kWh w dziesięć minut, będziesz potrzebować ładowarki do pojazdów elektrycznych o mocy ładowania 360 kW. Tak więc obecnie to nie moc akumulatora jest ograniczona, ale raczej infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych - zwraca uwagę dyrektor zarządzający HIU.
Komentarze (0)