Žalios baterijos paieška

Žalios baterijos paieška

AUTOMOTIVE.AT: Dauguma elektromobiliams skirtų akumuliatorių dabar yra kuriami ir gaminami Azijoje. Ar Europa gali neatsilikti nuo inovacijų Tolimuosiuose Rytuose tempo?

BOSCHIDAR GANEV: Tiesą sakant, Europos automobilių pramonė vis dar labai priklausoma nuo transporto priemonių akumuliatorių importo iš Azijos. Todėl ES nori sukurti savo baterijų gamybą, kuri derintų našumą, tvarumą ir išteklių tausojimą pagal žaliojo kurso dvasią. Šios baterijos bus ypač įdomios tiems gamintojams, kurie nori reklamuoti savo transporto priemones ne tik pagal eksploatacines charakteristikas ir diapazoną, bet ir draugiškumą aplinkai bei klimatui ir naudoti kuo labiau Europos kontekstui tinkantį akumuliatorių. Tikslinė vizija apima: bateriją, pagamintą Europoje, naudojant didžiausią įmanomą atsinaujinančios energijos dalį / skaidrumą dėl medžiagų sudėties ir kilmės / kritinių žaliavų sumažinimą / gerų eksploatacinių savybių per „pirmą“ eksploatavimo laikotarpį, t. y. naudojant transporto priemonėje ar orlaivyje / galimybę vėliau naudoti „antruoju“ naudojimo laiku, pavyzdžiui, kaip stacionarią saugyklą. Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas – įrodytas tinkamumas perdirbti, kai pagaliau baigiasi akumuliatoriaus naudojimo laikas.

Kuo prie to gali prisidėti AIT projektas „HighSpin“?

„HighSpin“ konsorciumą, vadovaujamą AIT, sudaro 13 partnerių iš aštuonių Europos šalių. ES Komisija jau 2017 m. pripažino tvarios baterijų gamybos būtinybę. Todėl novatoriškos elementų chemijos kūrimo tikslas yra naudoti mažiau kritines žaliavas ir tuo pat metu atitikti žiedinės ekonomikos principus. Visų pirma, žaliavą kobaltą, kuris kasamas nežmoniškomis ir aplinkai kenksmingomis sąlygomis, pirmiausia Konge, norime pakeisti mažiau svarbiomis žaliavomis. „HighSpin“ projekte taip pat išbandome du skirtingus perdirbimo procesus, kuriuos naudojant galima išskirti aukštos kokybės metalus iš panaudotų elementų šviežių elementų gamybai.

Kokios yra šios ląstelių chemijos ypatybės?

Šiuo metu dirbame prie anodo, pagaminto iš silicio/grafito, ir katodo iš ličio-nikelio-mangano oksido kūrimo. Naujoviškas akumuliatoriaus elementas turėtų pasiekti didžiausią įmanomą įkrovimo ciklų skaičių ir tuo pat metu būti tinkamas naudoti antrą kartą ir efektyviai perdirbti. Dėmesys taip pat skiriamas ląstelių gamybos masteliui, nes laboratorijoje sukurti prototipai turėtų būti gaminami masiškai pramoniniu būdu, įdedant kuo mažiau pastangų.

Kokį energijos tankį ir tarnavimo laiką turės High Spin sukurti „žali“ energijos kaupimo įrenginiai?

Pagrindinis mūsų tikslas – sukurti elementą, kurio energijos tankis būtų 390 Wh/kg, o tarnavimo laikas – ne mažiau kaip 2000 įkrovimo ciklų. Mūsų tiriamojo darbo dėmesys sutelktas į medžiagų kūrimą ir optimizuotą elektrodų bei iš jų pagaminto elektrolito koordinavimą. Dėl elektrodų mes tiriame naujoviškas 3D dangų struktūras, kad padidintume galios tankį. Tada optimizuojame tokiu būdu sukurtų elementų architektūrą pagal atitinkamus transporto priemonių ir orlaivių reikalavimus ir išbandome juos modulių demonstravimo įrenginiuose.

Kiek pastangų reikės, kad šie elementai būtų pagaminti pramoniniu mastu – ar tam reikės statyti naujas akumuliatorių gamyklas?  

Vienas iš šių 3 kartos baterijų elementų privalumų yra skystų elektrolitų naudojimas – todėl galima naudoti esamas gamybos patalpas. Priešingai, 4-osios kartos kietojo kūno baterijoms, kurios šiuo metu tiriamos visame pasaulyje, pirmiausia turi būti sukurti nauji gamybos procesai ir gamybos sistemos. Ši ateities technologija neabejotinai laimės lenktynes ​​vidutinės trukmės ir ilgalaikėje perspektyvoje, tačiau tikriausiai prireiks daugelio metų. Tuo tarpu HighSpin projekte sukurtos baterijos su skystais elektrolitais galės vertingai prisidėti prie elektromobilumo tvarumo.

Kada „žaliosios“ baterijos bus paruoštos serijinei gamybai?

Mūsų tyrimų projektas tęsis iki 2026 m. vidurio. Tada HighSpin sukurta ląstelių chemija bus išbandyta tikroviškomis sąlygomis ir bus prieinama pramonei. Taip toliau tobulinami akumuliatoriai ir pritaikomos jų tiekimo grandinės bei gamybos įrenginiai. Priklausomai nuo žaliavų prieinamumo, skaičiuoju, kad serijinė transporto priemonių gamyba bus pasiekta nuo 2028 m., o lėktuvų – nuo ​​2030 m.