Hledání zelené baterie

Hledání zelené baterie

AUTOMOTIVE.AT: Většina baterií pro elektromobily se nyní vyvíjí a vyrábí v Asii. Dokáže Evropa držet krok s tempem inovací na Dálném východě?

BOSCHIDAR GANEV: Evropský automobilový průmysl je ve skutečnosti stále silně závislý na dovozu autobaterií z Asie. EU chce proto založit vlastní výrobu baterií, která spojuje výkon, udržitelnost a zachování zdrojů v duchu zelené dohody. O tyto baterie budou mít zájem především ti výrobci, kteří chtějí propagovat svá vozidla nejen z hlediska výkonu a dojezdu, ale také z hlediska šetrnosti k životnímu prostředí a klimatu a používají baterii co nejvíce vyhovující evropskému kontextu. Cílová vize zahrnuje: baterie vyrobené v Evropě s nejvyšším možným podílem obnovitelné energie / transparentnost složení a původu materiálů / minimalizace kritických surovin / dobrý výkon v „prvním“ životě, tj. při použití ve vozidle nebo letadle / možnost následného použití v „druhém“ životě, například jako stacionární úložiště. V neposlední řadě je tu osvědčená recyklovatelnost, kdy baterie konečně doslouží.

Čím k tomu může přispět projekt HighSpin na AIT?

Konsorcium HighSpin pod vedením AIT tvoří 13 partnerů z osmi evropských zemí. Evropská komise uznala potřebu udržitelné výroby baterií již v roce 2017. Cílem vývoje inovativní chemie článků je proto používat méně kritické suroviny a zároveň splňovat principy oběhového hospodářství. Především chceme nahradit surovinu kobalt, která se těží za nelidských a ekologicky škodlivých podmínek především v Kongu, méně kritickými surovinami. V projektu HighSpin také testujeme dva různé recyklační procesy, které lze použít k extrakci vysoce kvalitních kovů z použitých článků pro výrobu čerstvých článků.

Jaké jsou zvláštní rysy této buněčné chemie?

V současné době pracujeme na vývoji anody z křemíku/grafitu a katody z oxidu lithia-nikl-manganu. Inovativní bateriový článek by měl dosahovat co nejvyššího počtu nabíjecích cyklů a zároveň být vhodný pro aplikace druhé životnosti a efektivní recyklaci. Důraz je kladen také na škálovatelnost výroby článků, protože prototypy vyvinuté v laboratoři by měly být schopny průmyslové výroby s co nejmenším úsilím.

Welche Energiedichte und Lebensdauer werden die im High Spin entwickelten „grünen“ Stromspeicher haben?

Naším hlavním cílem je realizovat článek s hustotou energie 390 Wh/kg a životností minimálně 2000 nabíjecích cyklů. Těžištěm naší výzkumné práce je vývoj materiálů a optimalizovaná koordinace elektrod a elektrolytu z nich vyrobených. Pro elektrody zkoumáme inovativní 3D povlakové struktury pro zvýšení hustoty výkonu. Architekturu takto vyvinutých buněk pak optimalizujeme podle příslušných požadavků vozidel a letadel a testujeme je v modulových demonstrátorech.

Kolik úsilí bude stát výroba těchto článků v průmyslovém měřítku – budou k tomu muset být postaveny nové továrny na baterie?  

Jednou z výhod těchto bateriových článků 3. generace je použití kapalných elektrolytů – lze tedy využít stávající výrobní zařízení. Naproti tomu nové výrobní procesy a výrobní systémy musí být nejprve vyvinuty pro 4. generaci solid-state baterií, které jsou v současnosti celosvětově zkoumány. Tato budoucí technologie jistě vyhraje závod ve střednědobém až dlouhodobém horizontu, ale bude pravděpodobně trvat mnoho let, než se tam dostane. Mezitím baterie s tekutými elektrolyty vyvinuté v projektu HighSpin budou schopny významně přispět k udržitelnosti elektromobility.

Kdy budou „zelené“ baterie připraveny pro sériovou výrobu?

Náš výzkumný projekt bude probíhat do poloviny roku 2026. Buněčná chemie vyvinutá společností HighSpin bude poté testována za reálných podmínek a bude dána k dispozici průmyslu. To dále rozvíjí baterie a přizpůsobuje jejich dodavatelské řetězce a výrobní zařízení. Podle dostupnosti surovin odhaduji, že sériové výroby bude dosaženo od roku 2028 u vozidel a od roku 2030 u letadel.