A zöld” akkumulátor keresése

A zöld” akkumulátor keresése

AUTOMOTIVE.AT: A legtöbb elektromos autó akkumulátorát most Ázsiában fejlesztik és gyártják. Képes-e Európa lépést tartani a távol-keleti innováció ütemével?

BOSCHIDAR GANEV: Valójában az európai autóipar még mindig erősen függ az ázsiai járműakkumulátorok importjától. Az EU ezért saját akkumulátorgyártást kíván létrehozni, amely a Green Deal szellemében ötvözi a teljesítményt, a fenntarthatóságot és az erőforrás-takarékosságot. Ezek az akkumulátorok különösen azon gyártók érdeklődésére tarthatnak számot, akik nem csak a teljesítmény és a hatótáv, hanem a környezet- és klímabarátság szempontjából is szeretnék hirdetni járműveiket, és az európai viszonyoknak leginkább megfelelő akkumulátort használnak. A cél vízió a következőket tartalmazza: Európában gyártott akkumulátor, a lehető legmagasabb arányban megújuló energiával / átláthatóság az anyagok összetételét és eredetét illetően / a kritikus nyersanyagok minimalizálása / jó teljesítmény az „első” életben, azaz járműben vagy repülőgépen történő felhasználáskor / a későbbi „második” élettartamban történő felhasználás lehetősége, például helyhez kötött tárolóként. Végül, de nem utolsósorban ott van a bizonyított újrahasznosíthatóság, amikor az akkumulátor végre elérte élettartama végét.

Mit tud ehhez hozzájárulni az AIT HighSpin projektje?

Az AIT által vezetett HighSpin konzorcium nyolc európai ország 13 partneréből áll. Az EU Bizottsága már 2017-ben felismerte a fenntartható akkumulátorgyártás szükségességét. Az innovatív cellakémia fejlesztésének célja ezért a kevésbé kritikus nyersanyagok felhasználása, és egyben a körforgásos gazdaság elveinek való megfelelés. Mindenekelőtt az embertelen és környezetkárosító körülmények között, elsősorban Kongóban bányászott kobalt alapanyagot szeretnénk kevésbé kritikus alapanyagokkal helyettesíteni. A HighSpin projektben két különböző újrahasznosítási eljárást is tesztelünk, amelyek segítségével kiváló minőségű fémeket lehet kinyerni a használt cellákból friss cellák előállításához.

Milyen sajátosságai vannak ennek a sejtkémiának?

Jelenleg egy szilícium/grafitból készült anód és egy lítium-nikkel-mangán-oxidból készült katód fejlesztésén dolgozunk. Az innovatív akkumulátorcellának a lehető legtöbb töltési ciklust kell elérnie, ugyanakkor alkalmasnak kell lennie a második élettartamú alkalmazásokra és a hatékony újrahasznosításra. A hangsúly a sejtgyártás skálázhatóságán is van, mert a laboratóriumban kifejlesztett prototípusokat minél kisebb ráfordítással, ipari tömeggyártásra kell alkalmassá tenni.

Milyen energiasűrűségűek és milyen élettartamúak lesznek a High Spinben kifejlesztett „zöld” energiatároló eszközök?

Fő célunk egy 390 Wh/kg energiasűrűségű, legalább 2000 töltési ciklus élettartamú cella megvalósítása. Kutatómunkánk középpontjában az anyagok fejlesztése és a belőlük készült elektródák és elektrolitok optimalizált koordinációja áll. Az elektródák esetében innovatív 3D bevonatszerkezeteket kutatunk a teljesítménysűrűség növelése érdekében. Ezután optimalizáljuk az így kifejlesztett cellák architektúráját a járművek és repülőgépek mindenkori követelményeihez, és teszteljük azokat modul bemutatókon.

Mennyi erőfeszítést igényel ezen cellák ipari méretekben történő előállítása – ehhez új akkumulátorgyárakat kell építeni?  

Ennek a 3. generációs akkumulátorcellának az egyik előnye a folyékony elektrolitok felhasználása – így a meglévő gyártóberendezések is használhatók. Ezzel szemben először új gyártási folyamatokat és gyártási rendszereket kell kidolgozni a 4. generációs szilárdtest akkumulátorokhoz, amelyeket jelenleg világszerte kutatnak. Ez a jövőbeli technológia minden bizonnyal megnyeri a versenyt közép- és hosszú távon, de valószínűleg sok évnek kell eltelnie ahhoz, hogy elérje ezt. Mindeközben a HighSpin projektben kifejlesztett folyékony elektrolitos akkumulátorok értékes hozzájárulást tudnak majd adni az elektromobilitás fenntarthatóságához.

Mikor lesznek készen a „zöld” akkumulátorok sorozatgyártásra?

Kutatási projektünk 2026 közepéig tart. A HighSpin által kifejlesztett sejtkémiát ezután valósághű körülmények között tesztelik, és elérhetővé teszik az ipar számára. Ez továbbfejleszti az akkumulátorokat, és hozzáigazítja ellátási láncaikat és termelési létesítményeiket. Az alapanyagok rendelkezésre állásától függően becslésem szerint a járműveknél 2028-tól, a repülőgépeknél pedig 2030-tól valósul meg a sorozatgyártás.