Analiza: O više revolucionarnih baterija koje se mogu dopuniti za par minuta

Baterije sposobne za punu dopunu u intervalu od svega pet minuta više nisu samo fikcija. Naime, načinjen je inicijalni korak ka tom cilju i u fabrici je proizveden prvi primerak baterije upodobljene za tako nešto, što se može smatrati i značajnim iskorakom ko dostizanju ideala prema kom bi punjenje baterije električnog automobila u smislu utroška vremena bilo u punoj meri ekvivalent onom koje je nužno da se rezervoar dopuni benzinom ili naftom.

Električna vozila se smatraju ključnim delom plana političkih vrhuški u svetu koji obuhvata zaštitu planete od klimatskih promena. Istovremeno, automobili iz ovog segmenta zadaju i evociraju iskonski strah među vozačima od toga da će usred neke nedođije, tokom putovanja ostati bez energije u baterijama. Nova litijum-jonska baterija o kojoj izveštavamo je razvijena od strane izraelske kompanije StoreDot i proizvedena je u firmi Eve Energy u Kini na  standardnim proizvodnim linijama.

StoreDot je već demonstrirao kako izgleda „ekstremno brza dopuna“ baterije mobilnog telefona, bespilotne letelice i trotineta, a sada je proizvedeno i hiljadu baterija kako bi uvid u tehnološko rešenje stekli i proizvođači automobila, ali i druge kompanije. Daimler, BP, Samsung i TDK su uložili svoja sredstva u kompaniju StoreDot, koja je na taj način dostigla vrednost kapitala od 130 miliona američkih dolara. Pride, to je firma i koja je dobila titulu od Bloomberga u kategoriji „Pionir u sektoru prikupljanja finansija za razvoj ekološkog koncepta mobilnosti za 2020“.

Navodi se da baterije mogu biti dopunjene za svega pet minuta ali se za takvu operaciju zahteva mnogo moćniji punjač od onih koji su danas u upotrebi. S druge strane, koristeći se dostupnom infrastrukturom već u ovom trenutku, StoreDot namerava da do 2025. godine, obezbedi transfer struje dovoljan da se prevali malo više od 160 kilometara (100 milja) za pet minuta dopune.

“Najveća prepreka u prihvatanju električnih vozila od strane ljudi jeste strah od nedovoljne autonomije, i to više nije trošak u vezi kupovine automobila,” kaže Doron Majersdorf, izvršni direktor StoreDota. “Ljudi se plaše da će ostati bez goriva negde po sred autoputa, ili da će biti prinuđeni da se razvlače na punjaču barem dva sata dok traje dopuna. Ali, ako bismo obezbedili da iskustvo dopune baterija bude uporedivo s onim koje se stvara kada se toči nafta ili benzin, to bi sliku izmenilo u potpunosti.”

“Ranije se smatralo da je nemoguća petominutna puna dopuna litijum-jonske baterije,” rekao je on. “Ali, mi ovde ne prikazujemo nekakve prototipe, već su tu inženjerski uzorci koji su sišli s proizvodnih traka angažovanih u serijskoj manufakturi. To treba da pokaže da je sve ovo izvodljivo i spremno za komercijalizaciju.”

Postojeće litijum-jonske baterije koriste grafit kao jednu elektrodu, gde se skupljaju joni litijuma što se smatra generisanjem električne energije, o čemu smo pisali u serijalu Anoda, katoda i nešto između. Međutim, ako se dopuna vrši ekstremno brzo, stvara se gužva, haos s jonima koji se onda mogu preobraziti u metal i dovesti do kratkog spoja u bateriji, inicirajući tako toplotnu lančanu reakciju, gde vas opet moramo uputiti na ultra edukativan, a narodskim jezikom pisan serijal.

Kompanija StoreDot je došla na ideju da grafit u bateriji zameni nano česticama s poluprovodničkim svojstvima jer one mogu prevodi jone litijuma brže i lakše. Ove nano čestice su trenutno utemeljene na elementu germanijumu, koji je rastvorljiv u vodi i kojim se lakše rukuje u proizvodnji. Ali plan firme StoreDot predviđa upotrebu silikona, koji je znatno jeftiniji i očekuje takve prototipe da izbaci u kasnijoj fazi godine. Majersdorf navodi da bi trošak takve baterije bio isti kao što je neophodan načiniti kako bismo dobili litijum-jonsku bateriju kakva danas dominira.

“Usko grlo za ekstremno brzu dopunu baterija nije više ona sama po sebi,” kaže on. Sada su stancie za dopunu u elektromreža onaj element koji treba unaprediti, zbog čega se sada pokreće saradnja s kompanijom BP. “BP drži pod upravom oko 18.200 benzinskih pumpi i njima je savršeno jasno da će za deset godina, sve to biti prevaziđene lokacije ukoliko ne izvrše prenamenu u stanice za dopunu strujom. Električna energija je postala nova nafta.”

Na desetine je globalnih kompanija koje trenutno rade na razvoju baterijskih jedinica koje bi omogućile veoma brzu dopunu i one sarađuju s društvima: Tesla, Enevate i Sila Nanotechnologies. Svi oni polažu nade u silikonske elektrode. Ostali se uzdaju u različite sastojke, kao što na primer firma Echion koristi nano čestice na bazi nobijum-oksida.

Šef Tesle Ilon Mask je pustio objavu na Twitteru u ponedeljak u kojoj navodi sledeće: “Proizvodnja baterijskih ćelija je temeljni problem koji usporava razvoj celokupne budućnosti zasnovane na održivim principima. Veoma je važno to pitanje.”

“Verujem da će baterije koje će biti u stanju da budu dopunjene ultra brzo biti široko dostupne za neke tri godine,” kaže profesor Čao-Jang Vang, iz Baterijskog i centra za razvoj tehnologije skladištenja energije u Tehnološkom centru Univerzita u Pensilvaniji, iz Amerike. “Te baterije neće biti skuplje od ovih dana: u stvari, omogućiće proizvođačima da smanje gabarite baterijskog pakovanja i dodatno da potpuno uklone brigu vozača u smislu ostanka bez goriva. Na taj način će doći i do dramatičnog pada cene koštanja baterija.”

Rezultate do kojih dolazi Vangova istraživačka grupa preuzima i dalje razvija kompanija EC Power koju je on i osnovao. Ideja je da se pažljivo podigne temperatura baterije do 60C, na koji način se omogućava jonima litijuma da se kreću brži, izbegavajući na taj način štetu koju prekomerna toplina nanosi bateriji. On kaže da se na taj način postiže mogućnost pune dopune baterijskog pakovanja za svega deset minuta.

Vang navodi i da je novo istraživanje koje je objavljeno pre dva dana u listu Nature Energy pokazalo da baterije mogu biti i cenovno priuštive, i lekovite u smislu eliminisanja razloga za brigu vozača u pogledu straha od ostanka bez goriva. “Konačno uspevamo da dopunu baterija u vremenskom smislu, dovedemo u istu ili veoma sličnu ravan s onim što je potrebno da bi se natočilo fosilno gorivo. Trenutno raspolažemo tehnologijom koja nam omogućava da za se 25 hiljada američkih dolara prodaje električni automobil koji nudi performanse sportskih automobila, deset izdvojenih minuta zarad dopune, a koji su uz sve to i vrhunski po pitanjima bezbednosti na današnjem tržištu.”

Vang je dodao i da je brza dopuna moguća najmanje pet stotina puta bez ikakve degradacije baterija, što ih čini smisleno upotrebljivim za nekih 2.500 dopuna tokom svog životnog veka. Majersdorf je, s druge strane naveo da baterija koju radi StoreDot može preživeti hiljadu dopuna, a da pritom zadrži 80% originalnog kapaciteta.

Ana Tomaševska, sa ostvrskog Imperijal kolega (Imperial College London, UK), koja je kontrolisala koncept baterija s ekstremno brzom dopunom još tokom 2019. godine, navodi da se treba biti oprezan u vezi s komercijalizacijom istih. “Mislim da bi tehnologije poput gore opisanih mogle ući u masovnu primenu tek u narednih pet godina, ili nešto slično tome. Međutim, pošto se radi o kompleksnijim i finansijski zahtevnijim tehnološkim rešenjima, verovatno je da će inicijalno biti primenjena u uskom tržišnom segmentu, a ne u pristupačnim vozilima namenjenim širokom narodnim masama” prosula je ona glas razuma.

AutoRepublika

Izvor: The Guardian

(566)