Zaļā” akumulatora meklēšana

Zaļā” akumulatora meklēšana

AUTOMOTIVE.AT: Lielākā daļa elektromobiļu akumulatoru tagad tiek izstrādāti un ražoti Āzijā. Vai Eiropa var sekot inovāciju tempam Tālajos Austrumos?

BOSCHIDAR GANEV: Patiesībā Eiropas automobiļu rūpniecība joprojām ir ļoti atkarīga no transportlīdzekļu akumulatoru importa no Āzijas. Tāpēc ES vēlas izveidot savu akumulatoru ražošanu, kas apvieno veiktspēju, ilgtspējību un resursu saglabāšanu zaļā kursa garā. Par šiem akumulatoriem īpaši interesēs tie ražotāji, kuri vēlas reklamēt savus transportlīdzekļus ne tikai pēc veiktspējas un diapazona, bet arī no videi un klimatam draudzīguma viedokļa un izmantos Eiropas kontekstam maksimāli piemērotu akumulatoru. Mērķa vīzija ietver: Eiropā ražotu akumulatoru ar pēc iespējas lielāku atjaunojamās enerģijas īpatsvaru / caurspīdīgumu attiecībā uz materiālu sastāvu un izcelsmi / kritisko izejvielu samazināšanu līdz minimumam / labu veiktspēju "pirmajā" dzīves laikā, t.i., ja to izmanto transportlīdzeklī vai lidmašīnā / iespēju turpmāk izmantot "otrajā" dzīves laikā, piemēram, kā stacionāru noliktavu. Pēdējais, bet ne mazāk svarīgi, ir pierādīta otrreizēja pārstrāde, kad akumulators beidzot ir sasniedzis sava mūža beigas.

Ko var dot AIT projekts HighSpin?

HighSpin konsorcijs, ko vada AIT, sastāv no 13 partneriem no astoņām Eiropas valstīm. ES Komisija jau 2017. gadā atzina nepieciešamību pēc ilgtspējīgas akumulatoru ražošanas. Tāpēc inovatīvas šūnu ķīmijas izstrādes mērķis ir izmantot mazāk kritiskas izejvielas un vienlaikus ievērot aprites ekonomikas principus. Galvenokārt mēs vēlamies aizstāt izejvielu kobaltu, kas tiek iegūts necilvēcīgos un videi kaitīgos apstākļos, galvenokārt Kongo, ar mazāk kritiskām izejvielām. HighSpin projektā mēs arī testējam divus dažādus pārstrādes procesus, ar kuriem var iegūt augstas kvalitātes metālus no izmantotajām šūnām svaigu šūnu ražošanai.

Kādas ir šīs šūnu ķīmijas īpašās iezīmes?

Pašlaik strādājam pie anoda, kas izgatavots no silīcija/grafīta, un katoda, kas izgatavots no litija-niķeļa-mangāna oksīda, izstrādes. Novatoriskajam akumulatora elementam ir jāsasniedz pēc iespējas lielākais uzlādes ciklu skaits un tajā pašā laikā jābūt piemērotam otrreizējai izmantošanai un efektīvai otrreizējai pārstrādei. Tāpat uzmanība tiek pievērsta šūnu ražošanas mērogojamībai, jo laboratorijā izstrādātos prototipus vajadzētu būt iespējai ražot masveidā rūpnieciski ar pēc iespējas mazāku piepūli.

Kāds enerģijas blīvums un kalpošanas laiks būs High Spin izstrādātajām “zaļajām” enerģijas uzglabāšanas ierīcēm?

Mūsu galvenais mērķis ir realizēt šūnu ar enerģijas blīvumu 390 Wh/kg un kalpošanas laiku vismaz 2000 uzlādes ciklu. Mūsu pētnieciskā darba uzmanības centrā ir materiālu izstrāde un no tiem izgatavoto elektrodu un elektrolītu optimizēta koordinācija. Attiecībā uz elektrodiem mēs pētām novatoriskas 3D pārklājuma struktūras, lai palielinātu jaudas blīvumu. Pēc tam mēs optimizējam šādā veidā izstrādāto šūnu arhitektūru atbilstoši attiecīgajām transportlīdzekļu un lidmašīnu prasībām un pārbaudām tās moduļu demonstratoros.

Cik daudz pūļu prasīs šo elementu ražošana rūpnieciskā mērogā – vai tam būs jābūvē jaunas akumulatoru rūpnīcas?  

Viena no šo 3. paaudzes akumulatoru elementu priekšrocībām ir šķidro elektrolītu izmantošana, tāpēc var izmantot esošās ražošanas iekārtas. Turpretim 4. paaudzes cietvielu akumulatoriem, kas pašlaik tiek pētīti visā pasaulē, vispirms ir jāizstrādā jauni ražošanas procesi un ražošanas sistēmas. Šī nākotnes tehnoloģija noteikti uzvarēs sacensībās vidējā un ilgā termiņā, taču, iespējams, būs vajadzīgi daudzi gadi, lai to sasniegtu. Tikmēr HighSpin projektā izstrādātās baterijas ar šķidrajiem elektrolītiem varēs sniegt vērtīgu ieguldījumu elektromobilitātes ilgtspējībā.

Kad “zaļie” akumulatori būs gatavi sērijveida ražošanai?

Mūsu pētniecības projekts ilgs līdz 2026. gada vidum. Pēc tam HighSpin izstrādātā šūnu ķīmija tiks pārbaudīta reālos apstākļos un būs pieejama nozarei. Tādējādi tiek tālāk attīstītas baterijas un pielāgotas to piegādes ķēdes un ražošanas iekārtas. Atkarībā no izejvielu pieejamības lēšu, ka sērijveida ražošana tiks sasniegta no 2028. gada transportlīdzekļiem un no 2030. gada lidmašīnām.