Raziskava baterije: počasen napredek

Raziskava baterije: počasen napredek

"Polprevodniške baterije so med vročimi kandidati za naslednjo generacijo baterij."MARTIN FINSTERBUSCH

Avtomobilska ekonomičnost: Naslednja generacija polprevodniških baterij bi morala biti dvakrat močnejša in varnejša od današnjih litij-ionskih baterij. Kaj drži obljube avtomobilskih proizvajalcev?
Martin Finsterbusch: Pravzaprav so polprevodniške baterije med vročimi kandidati za naslednjo generacijo baterij za električno mobilnost. Ker ne vsebujejo več tekočih elektrolitov, so neprepustne in temperaturno stabilne, za razliko od današnje generacije litij-ionskih baterij. Na našem raziskovalnem inštitutu se ukvarjamo tudi s podvojitvijo energijske gostote in izboljšanjem dolgoročne stabilnosti.

Kako daleč ste z raziskavami in kdaj lahko pričakujemo, da bo nova generacija baterij pripravljena za trg?
Če bi jutri kdo od mojih zaposlenih z enim zamahom rešil vse preostale fizikalne in kemične probleme, bi trajalo samo dve leti. Pravzaprav moramo premagati še nekaj ovir, saj naše celice zaenkrat delujejo le v laboratorijskem merilu. Velik izziv je sedaj razširiti funkcijo posamezne majhne celice na baterijski paket več sto velikih celic v vozilu. V naslednjem koraku je treba materiale in proizvodne procese optimizirati glede stroškovne učinkovitosti, saj v avtomobilski proizvodnji šteje vsak cent. Zato ne pričakujem funkcionalnih prototipov pred letom 2025 in morebitne obsežne proizvodnje pred letom 2030.

Proizvajalci avtomobilov, kot sta Toyota in Fisker, ter proizvajalec sesalnikov Dyson želijo v začetku leta 2020 na trg dati polprevodniške baterije. Je na tem kaj resnice ali so le govorice?
Če bi to vedel, ne bi bil fizik, ampak jasnovidec(smeh). Številni raziskovalni laboratoriji po vsem svetu trenutno v najstrožji tajnosti delajo na novih prelomnih baterijskih tehnologijah. Nihče danes ne more reči, kdo bo na koncu zmagal.

Slišali boste za različne koncepte, kot so litij-žveplove, litij-zračne ali celo litij-steklene baterije. Kateri se vam zdi najbolj obetaven?
V raziskovalnem centru Jülich se ukvarjamo predvsem z razvojem polprevodniških keramičnih baterij na osnovi oksida. Čeprav imajo te večje proizvodne izzive v primerjavi s polprevodniškimi baterijami na osnovi žvepla ali fosfatov, so tudi najbolj stabilne. Razvijamo izhodne praške, polizdelke in funkcionalne plasti ter z njimi gradimo celovite celice. Na voljo imamo dolgoletno znanje in izkušnje ter velik portfelj proizvodnih in predelovalnih procesov keramike, s katerimi lahko kombiniramo najrazličnejše materiale in izdelujemo različne tipe celic. Poudarek je vedno na razvoju materialov in procesov, ki so čim bolj stroškovno učinkoviti in razširljivi.

Bi vi osebno danes kupili električni avtomobil ali bi raje počakali na naslednji tehnološki preskok v razvoju baterij?
V naslednjih nekaj letih verjetno ne bo prišlo do večjega tehnološkega preskoka, temveč do postopne evolucije tehnologije baterij. Navsezadnje litij-ionska baterija s tekočim elektrolitom obstaja že 25 let in se nenehno razvija. Zato se že zanimam za nakup električnega avtomobila, vendar opažam, da od trgovcev velikokrat ne dobim kompetentnih odgovorov na moja vprašanja o trenutno vgrajenih akumulatorjih vozil. Poleg tega polnilna infrastruktura še ni dovolj na voljo za moje potrebe po mobilnosti, zato bom raje še malo počakal.