Výskum batérie: pomalý pokrok

Výskum batérie: pomalý pokrok

"Solid-state batérie patria medzi horúcich kandidátov pre ďalšiu generáciu batérií."MARTIN FINSTERBUSCH

Automobilová ekonomika: Nová generácia polovodičových batérií by mala byť dvakrát výkonnejšia a bezpečnejšia ako dnešné lítium-iónové batérie. Čo je pravdy na sľuboch výrobcov áut?
Martin Finsterbusch: V skutočnosti polovodičové batérie patria medzi horúcich kandidátov na ďalšiu generáciu batérií pre elektromobilitu. Keďže už neobsahujú tekuté elektrolyty, sú na rozdiel od dnešnej generácie lítium-iónových batérií nepriepustné a teplotne stabilné. V našom výskumnom ústave tiež pracujeme na zdvojnásobení hustoty energie a zlepšení dlhodobej stability.

Ako ďaleko ste so svojím výskumom a kedy môžeme očakávať, že nová generácia batérií bude pripravená na trh?
Ak by zajtra jeden z mojich zamestnancov vyriešil všetky zostávajúce fyzikálne a chemické problémy jedným ťahom, trvalo by to len dva roky. V skutočnosti musíme prekonať ešte niekoľko prekážok, keďže naše bunky zatiaľ fungujú len v laboratórnom meradle. Veľká výzva teraz spočíva v škálovaní funkcie jednotlivých malých článkov na batériový balík niekoľkých stoviek veľkých článkov vo vozidle. V ďalšom kroku musia byť materiály a výrobné procesy optimalizované z hľadiska nákladovej efektívnosti, pretože pri výrobe automobilov sa počíta každý cent. Neočakávam preto funkčné prototypy pred rokom 2025 a prípadnú veľkosériovú výrobu pred rokom 2030.

Výrobcovia automobilov ako Toyota a Fisker, ako aj výrobca vysávačov Dyson, chcú začiatkom roku 2020 priniesť na trh polovodičové batérie. Je na tom niečo pravdy, alebo sú to len fámy?
Keby som to vedel, nebol by som fyzik, ale jasnovidec(smiech). Mnoho výskumných laboratórií po celom svete v súčasnosti pracuje na nových rušivých batériových technológiách v najprísnejšom utajení. Nikto dnes nevie povedať, kto preteky nakoniec vyhrá.

Počujete o rôznych pojmoch, ako sú lítium-sírové, lítium-vzduchové alebo dokonca lítium-sklené batérie. Ktorá je podľa vás najsľubnejšia?
Vo výskumnom centre Jülich pracujeme predovšetkým na vývoji keramických polovodičových batérií na báze oxidu. Hoci tieto majú väčšie výrobné problémy v porovnaní s pevnými batériami na báze síry alebo fosfátu, sú tiež najstabilnejšie. Vyvíjame východiskové prášky, polotovary a funkčné vrstvy a používame ich na stavbu kompletných buniek. Disponujeme dlhoročným know-how a rozsiahlym portfóliom procesov výroby a spracovania keramiky, s ktorými môžeme kombinovať širokú škálu materiálov a vyrábať rôzne typy buniek. Dôraz je vždy kladený na vývoj materiálov a procesov, ktoré sú čo najefektívnejšie a škálovateľné.

Kúpili by ste si dnes osobne elektromobil alebo radšej počkáte na ďalší technologický skok vo vývoji batérií?
V najbližších rokoch zrejme nedôjde k veľkému technologickému skoku, skôr k postupnej evolúcii technológie batérií. Veď lítium-iónová batéria s tekutým elektrolytom existuje už 25 rokov a neustále sa ďalej vyvíja. Preto sa už teraz zaujímam o kúpu elektromobilu, ale všimol som si, že často nedostávam od predajcov kompetentné odpovede na moje otázky o aktuálne inštalovaných batériách vozidla. Navyše nabíjacia infraštruktúra ešte nie je dostatočne dostupná pre moje potreby mobility, takže radšej ešte chvíľu počkám.