Căutarea bateriei verzi”.

Căutarea bateriei verzi”.

AUTOMOTIVE.AT: Majoritatea bateriilor pentru mașini electrice sunt acum dezvoltate și produse în Asia. Poate Europa să țină pasul cu ritmul inovației din Orientul Îndepărtat?

BOSCHIDAR GANEV: De fapt, industria europeană de automobile este încă puternic dependentă de importurile din Asia pentru bateriile pentru vehicule. Prin urmare, UE dorește să-și creeze propria producție de baterii care combină performanța, sustenabilitatea și conservarea resurselor în spiritul Green Deal. Aceste baterii vor prezenta un interes deosebit pentru acei producători care doresc să-și facă publicitate vehiculelor nu numai în ceea ce privește performanța și autonomia, ci și în ceea ce privește respectarea mediului și a climei și utilizează o baterie cât mai potrivită pentru contextul european. Viziunea țintă include: baterie fabricată în Europa, cu cea mai mare proporție posibilă de energie regenerabilă / transparență în ceea ce privește compoziția și originea materialelor / minimizarea materiilor prime critice / performanță bună în „prima” viață, adică atunci când este utilizat într-un vehicul sau avion / posibilitatea de utilizare ulterioară într-o „a doua” viață, de exemplu ca depozitare staționară. Nu în ultimul rând, există capacitatea de reciclare dovedită atunci când bateria a ajuns în sfârșit la sfârșitul duratei de viață.

Cu ce ​​poate contribui proiectul HighSpin de la AIT la asta?

Consorțiul HighSpin, condus de AIT, este format din 13 parteneri din opt țări europene. Comisia UE a recunoscut necesitatea unei producții durabile de baterii încă din 2017. Prin urmare, scopul dezvoltării unei chimie celulare inovatoare este de a utiliza materii prime mai puțin critice și, în același timp, de a respecta principiile economiei circulare. Mai presus de toate, dorim să înlocuim materia primă cobaltul, care este extrasă în condiții inumane și dăunătoare mediului, în primul rând în Congo, cu materii prime mai puțin critice. În proiectul HighSpin, testăm, de asemenea, două procese diferite de reciclare care pot fi utilizate pentru a extrage metale de înaltă calitate din celulele uzate pentru producerea de celule proaspete.

Care sunt caracteristicile speciale ale acestei chimie celulare?

În prezent lucrăm la dezvoltarea unui anod din siliciu/grafit și a unui catod din oxid de litiu-nichel-mangan. Celula inovatoare a bateriei ar trebui să atingă cel mai mare număr posibil de cicluri de încărcare și, în același timp, să fie potrivită pentru aplicații de a doua viață și pentru reciclare eficientă. Accentul se pune și pe scalabilitatea producției de celule, deoarece prototipurile dezvoltate în laborator ar trebui să poată fi produse în serie în mod industrial, cu cât mai puțin efort posibil.

Ce densitate de energie și durată de viață vor avea dispozitivele „verzi” de stocare a energiei dezvoltate în High Spin?

Scopul nostru principal este să realizăm o celulă cu o densitate de energie de 390 Wh/kg și o durată de viață de cel puțin 2000 de cicluri de încărcare. Accentul muncii noastre de cercetare este pe dezvoltarea materialelor și coordonarea optimizată a electrozilor și electrolitului fabricat din acestea. Pentru electrozi, cercetăm structuri inovatoare de acoperire 3D pentru a crește densitatea de putere. Optimizăm apoi arhitectura celulelor astfel dezvoltate la cerințele respective ale vehiculelor și aeronavelor și le testăm în demonstratori de module.

Cât de mult efort va fi nevoie pentru a produce aceste celule la scară industrială – vor trebui construite noi fabrici de baterii pentru asta?  

Un avantaj al acestei celule de baterie de a 3-a generație este utilizarea electroliților lichizi - prin urmare pot fi utilizate instalațiile de producție existente. În schimb, noi procese de producție și sisteme de producție trebuie mai întâi dezvoltate pentru bateriile cu stare solidă de a 4-a generație, care sunt în prezent cercetate în întreaga lume. Această tehnologie viitoare va câștiga cu siguranță cursa pe termen mediu și lung, dar probabil că va dura mulți ani pentru a ajunge acolo. Între timp, bateriile cu electroliți lichizi dezvoltate în proiectul HighSpin vor putea aduce o contribuție valoroasă la sustenabilitatea electromobilității.

Când vor fi gata bateriile „verzi” pentru producția de serie?

Proiectul nostru de cercetare se va desfășura până la jumătatea anului 2026. Chimia celulară dezvoltată de HighSpin va fi apoi testată în condiții realiste și va fi pusă la dispoziția industriei. Acest lucru dezvoltă în continuare bateriile și adaptează lanțurile lor de aprovizionare și instalațiile de producție. În funcție de disponibilitatea materiilor prime, estimez că producția de serie se va realiza din 2028 pentru vehicule și din 2030 pentru avioane.