Søgningen efter det grønne batteri

Søgningen efter det grønne batteri

AUTOMOTIVE.AT: De fleste batterier til elbiler er nu udviklet og produceret i Asien. Kan Europa følge med innovationstempoet i Fjernøsten?

BOSCHIDAR GANEV: Faktisk er den europæiske bilindustri stadig stærkt afhængig af import fra Asien til bilbatterier. EU ønsker derfor at etablere sin egen batteriproduktion, der kombinerer ydeevne, bæredygtighed og ressourcebevarelse i Green Deals ånd. Disse batterier vil være af særlig interesse for de producenter, der ønsker at reklamere for deres køretøjer, ikke kun med hensyn til ydeevne og rækkevidde, men også med hensyn til miljø- og klimavenlighed og bruge et batteri, der er så velegnet som muligt til den europæiske kontekst. Målvisionen omfatter: batteri fremstillet i Europa, med den højest mulige andel af vedvarende energi / gennemsigtighed vedrørende materialernes sammensætning og oprindelse / minimering af kritiske råmaterialer / god ydeevne i den "første" levetid, dvs. ved brug i et køretøj eller et fly / mulighed for efterfølgende brug i en "anden" levetid, for eksempel som stationær opbevaring. Sidst men ikke mindst er der den dokumenterede genanvendelighed, når batteriet endelig har nået slutningen af ​​sin levetid.

Hvad kan HighSpin-projektet hos AIT bidrage med til dette?

HighSpin-konsortiet, ledet af AIT, består af 13 partnere fra otte europæiske lande. EU-Kommissionen anerkendte behovet for bæredygtig batteriproduktion allerede i 2017. Målet med at udvikle en innovativ cellekemi er derfor at bruge mindre kritiske råvarer og samtidig opfylde principperne for den cirkulære økonomi. Vi ønsker frem for alt at erstatte råvaren kobolt, som udvindes under umenneskelige og miljøskadelige forhold, primært i Congo, med mindre kritiske råvarer. I HighSpin-projektet tester vi også to forskellige genbrugsprocesser, der kan bruges til at udvinde højkvalitetsmetaller fra brugte celler til produktion af friske celler.

Hvad er de særlige kendetegn ved denne cellekemi?

Vi arbejder i øjeblikket på udviklingen af ​​en anode lavet af silicium/grafit og en katode lavet af lithium-nikkel-manganoxid. Den innovative battericelle skal opnå det højest mulige antal opladningscyklusser og samtidig være velegnet til second-life applikationer og effektiv genbrug. Fokus er også på skalerbarheden af ​​celleproduktion, fordi de prototyper, der er udviklet i laboratoriet, skal kunne masseproduceres industrielt med mindst mulig indsats.

Hvilken energitæthed og levetid vil de "grønne" strømlagringsenheder udviklet i High Spin have?

Vores hovedmål er at realisere en celle med en energitæthed på 390 Wh/kg og en levetid på mindst 2000 opladningscyklusser. Fokus i vores forskningsarbejde er på udvikling af materialer og den optimerede koordinering af elektroderne og elektrolytten fremstillet af dem. For elektroderne forsker vi i innovative 3D-belægningsstrukturer for at øge effekttætheden. Derefter optimerer vi arkitekturen af ​​cellerne udviklet på denne måde til de respektive krav fra køretøjer og fly og tester dem i moduldemonstratorer.

Hvor stor indsats vil det kræve at producere disse celler i industriel skala – skal der bygges nye batterifabrikker til dette?  

En fordel ved denne 3. generations battericeller er brugen af ​​flydende elektrolytter - derfor kan eksisterende produktionsfaciliteter bruges. I modsætning hertil skal der først udvikles nye produktionsprocesser og fremstillingssystemer til 4. generation solid-state batterier, som i øjeblikket forskes i verden over. Denne fremtidige teknologi vil helt sikkert vinde løbet på mellemlang til lang sigt, men det vil formentlig tage mange år at nå dertil. I mellemtiden vil batterierne med flydende elektrolytter udviklet i HighSpin-projektet være i stand til at yde et værdifuldt bidrag til bæredygtigheden af ​​elektromobilitet.

Hvornår er de "grønne" batterier klar til serieproduktion?

Vores forskningsprojekt løber frem til midten af ​​2026. Cellekemien udviklet af HighSpin vil derefter være blevet testet under realistiske forhold og vil blive gjort tilgængelig for industrien. Dette videreudvikler batterierne og tilpasser deres forsyningskæder og produktionsfaciliteter. Afhængig af tilgængeligheden af ​​råmaterialer vurderer jeg, at serieproduktion vil blive opnået fra 2028 for køretøjer og fra 2030 for fly.