Četrtek, 18. 7. 2019, 6.55
5 let, 3 mesece
Veliko idej, zmedeni tudi vozniki: katera bo "zmagala"?
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
0,73
2
Elektrificirani avtomobili ustvarijo v globalnem smislu manj emisij kot primerljiv nov avtomobil z motorjem na notranje zgorevanje, toda zaradi dragih komponent (predvsem baterij) so električni avtomobili dražji od običajnih. Znanstveniki iščejo rešitve, kako poceniti proizvodnjo baterij in iz proizvodnje izključiti drage in redke materiale. Katera tehnologija bo prevesila tehtnico in poskrbela za razcvet električnih avtomobilov?
Kljub razvoju različnih tehnologij so trenutno litij-ionske baterije še vedno edina logična izbira za vgradnjo v električne avtomobile.
V Evropi proizvajalci pritiskajo v smeri čim daljših dosegov, ki jih pridobijo z vgradnjo velikih baterijskih paketov. A večje baterije prinašajo večjo maso in predvsem višjo ceno proizvodnje avtomobila. Cena baterij bo morala pasti pod 100 evrov na kilovatno uro, če jo želijo proizvajalci približati običajnim avtomobilom, a to merilo bo po sedanjih načrtih doseženo šele med letoma 2025 in 2027, je največjo težavo pri električnih avtomobilih opisal Ian McClenny, raziskovalni analitik pri Navigant Research. ''Zdaj so Tesline baterije najboljše stanje tehnike pri litij-ionskih baterijah zaradi velikosti paketkov. Iz paketa dobijo največjo količino energije in dosega.''
Povpraševanje že presega proizvodnjo litij-ionskih baterij.
Čeprav se zdaj največ uporabljajo litij-ionske baterije, poteka v ozadju pospešen razvoj novih tehnologij pri izdelavi baterij. Mednje spadajo litij-ionske baterije z anorganskimi elektroliti ali baterije s trdnim elektrolitom. Glede na zdaj znane podatke največ obeta tehnologija baterij aluminij-zrak. Te so lažje, vendar imajo drugo težavo - zrak mora nekako priti do membrane.
McClenny je med drugim poudaril, da je zelo skeptičen glede podatkov, ki jih v javnost dajejo tovarne. Nekateri trdijo, da njihovi koncepti z enim polnjenjem prevozijo tudi do 1.000 kilometrov. Tako kot mi, si tudi on želi videti oprijemljive rezultate in kolikokrat jim je uspelo prepeljati takšno razdaljo.
Hiter napredek na Kitajskem in Indiji pospešuje razvoj
Čeprav se večina strokovnjakov strinja, da so zdaj litij-ionske baterije najzanesljivejše, najstabilnejše in najvarnejše ter edina izbira za bližnjo prihodnost elektro mobilnosti. Težava je seveda v proizvodnji, saj naraščanje električnih vozil ne more slediti povpraševanju.
Kitajski in indijski trg rasteta z neverjetno hitrostjo. Povpraševanje za dvo-, tro- in štirikolesnimi prevoznimi sredstvi je veliko, hkrati pa vlade s pobudami še pospešujejo prodajo takšnih elektrificiranih modelov. Kot je dejal Paul Beach, predsednik enega največjih dobaviteljev modulov baterijskih sistemov, ki deluje z vsemi večjimi proizvajalci dobaviteljev litij-ionskih baterij, je zdaj zadušena dobava baterij. Povpraševanje je ogromno, zaradi česar je dodeljevanje celic izziv. Po njegovem mnjenu za zdaj litij-ionska baterija nima konkurence. ''Zdaj govorimo o neverjetnih tehnologijah oziroma izmišljenemu materialu z nadnaravnimi lastnostmi,'' je povedal Beach.
Trenutno naj bi pri Tesli iz litij-ionskih baterij iztržili največ - iz njihovega kompaktnega baterijskega sklopa pridobijo največ energije in posledično precej daljši doseg.
Z razvojem novih tehnologij želijo tudi zmanjšati odvisnost od uporabe redkih zemeljskih kovin, ki onesnažujejo okolje, jih pridobijo na neetični način in so še zelo drage.
Veliko se govori o baterijah s trdnim elektrolitom
Glavna razlika med litij-ionskimi baterijami in baterijami s trdnim elektrolitom je ta, da prve baterije uporabljajo tekočo elektrolitsko raztopino, medtem ko druge uporabljajo trdni elektrolit. Prvi je leta 2017 patentiral tehnologijo baterij s trdnim elektrolitom ameriški Fisker in jo javnosti uradno predstavil lani na sejmu potrošniške tehnologije.
Baterije s trdnim elektrolitom nimajo tekočega elektrolita, zato so varnejše in imajo lahko gostoto energije več kot 400 varnih ur na kilogram. Zaradi tega so uporabne za več kot 800-kilometrski doseg z enim polnjenjem. ''Naša tehnologija baterij s trdnim elektrolitom izboljša energijsko gostoto in omogoča hitrejše polnilne čase, primerljive s polnjenjem običajnega avtomobila. Zdaj gradimo in testiramo celice v laboratoriju ter pričakujemo premik v pilotno fazo s testi v avtomobilih prihodnje leto,'' je dejal Henrik Fisker, predsednik Fiskerja.
A tehnologijo za baterije s trdnim elektrolitom razvijata tudi Ford in Hyundai, BMW pa je vložil v podjetje Solid Power. Te baterije razvijajo že več generacij, izdelujejo jih lahko z enakimi stroji in procesi ter za izdelavo potrebujejo manj kobalta kot pri litij-ionskih baterijah. Kot so razkrili pri Solid Powerju, lahko baterije s trdnim elektrolitom delujejo tudi pri temperaturah 150 stopinj celzija.
Vse večja potreba po shranjevanju energije
Kako bodo videti baterije v prihodnosti? Tega zdaj ne ve nihče, bodo pa morale biti optimizirane za čim hitrejše polnjenje, majhno
Poleg daljšega dosega in krajših časov polnjenja bo vse večja potreba tudi po hranjenju električne energije.
maso, imeti veliko energijsko gostoto in bodo morale poleg tega poskrbeti še za shranjevanje energije. Vse več bo potreb po čisti energiji (solarna, vetrna), zato bo vse večja potreba tudi po shranjevanju te energije.
Podjetje Log 9 Materials razvija že prej omenjene baterije aluminij-zrak. Za uporabo torej poleg teh dveh naštetih surovin potrebujejo le še vodo in grafit, ki je ena najbolj naprednih oblik ogljika za izdelavo elektrode. Gre za cenejšo in učinkovito rešitev. Indijsko podjetje pravi, da so samo s steklenico vode lahko prevozili nekaj sto kilometrov, potencial pa ima tudi do 1.000 kilometrov. Ob kemični reakciji v bateriji nastane aluminijev hidroksid, ki se ga lahko spremeni nazaj v aluminij. Plošče aluminija v bateriji se sicer morajo menjavati, vendar je aluminij bistveno cenejši kot litij.
Takšna vrsta baterije ne potrebuje polnilne infrastrukture, celoten proces pa je od začetka do konca ekološko čist. Do leta 2020 naj bi na ceste zapeljali prvi prototipi.
2