Hľadanie zelenej batérie

Hľadanie zelenej batérie

AUTOMOTIVE.AT: Väčšina batérií pre elektromobily sa teraz vyvíja a vyrába v Ázii. Dokáže Európa držať krok s tempom inovácií na Ďalekom východe?

BOSCHIDAR GANEV: Európsky automobilový priemysel je v skutočnosti stále silne závislý od dovozu automobilových batérií z Ázie. EÚ chce preto zaviesť vlastnú výrobu batérií, ktorá v duchu Zelenej dohody kombinuje výkon, udržateľnosť a šetrenie zdrojov. O tieto batérie budú mať záujem najmä tí výrobcovia, ktorí chcú propagovať svoje vozidlá nielen z hľadiska výkonu a dojazdu, ale aj z hľadiska ekologickej a klimatickej šetrnosti a používajú batériu čo najvhodnejšiu pre európsky kontext. Cieľová vízia zahŕňa: batériu vyrobenú v Európe s najvyšším možným podielom obnoviteľnej energie / transparentnosť, pokiaľ ide o zloženie a pôvod materiálov / minimalizáciu kritických surovín / dobrý výkon v „prvom“ živote, t. j. pri použití vo vozidle alebo lietadle / možnosť následného použitia v „druhom“ živote, napríklad ako stacionárne úložisko. V neposlednom rade je tu osvedčená recyklovateľnosť, keď batéria konečne doslúži.

Čím k tomu môže prispieť projekt HighSpin v AIT?

Konzorcium HighSpin pod vedením AIT tvorí 13 partnerov z ôsmich európskych krajín. Európska komisia uznala potrebu udržateľnej výroby batérií už v roku 2017. Cieľom vývoja inovatívnej chémie článkov je preto využívať menej kritické suroviny a zároveň spĺňať princípy obehového hospodárstva. Predovšetkým chceme nahradiť surovinu kobalt, ktorá sa ťaží za neľudských a environmentálne škodlivých podmienok predovšetkým v Kongu, menej kritickými surovinami. V projekte HighSpin tiež testujeme dva rôzne recyklačné procesy, pomocou ktorých možno z použitých článkov extrahovať vysokokvalitné kovy na výrobu čerstvých článkov.

Aké sú špeciálne vlastnosti tejto bunkovej chémie?

V súčasnosti pracujeme na vývoji anódy z kremíka/grafitu a katódy z lítium-nikel-mangánového oxidu. Inovatívny batériový článok by mal dosahovať čo najvyšší počet nabíjacích cyklov a zároveň by mal byť vhodný pre aplikácie druhej životnosti a efektívnu recykláciu. Pozornosť sa sústreďuje aj na škálovateľnosť výroby buniek, pretože prototypy vyvinuté v laboratóriu by sa mali dať priemyselne vyrábať s čo najmenším úsilím.

Akú hustotu energie a životnosť budú mať „zelené“ zariadenia na ukladanie energie vyvinuté v High Spin?

Naším hlavným cieľom je zrealizovať článok s hustotou energie 390 Wh/kg a životnosťou minimálne 2000 nabíjacích cyklov. Ťažiskom našej výskumnej práce je vývoj materiálov a optimalizovaná koordinácia elektród a elektrolytu z nich vyrobených. Pre elektródy skúmame inovatívne 3D povlakové štruktúry na zvýšenie hustoty výkonu. Architektúru takto vyvinutých buniek potom optimalizujeme podľa príslušných požiadaviek vozidiel a lietadiel a testujeme ich v modulových demonštrátoroch.

Koľko úsilia bude potrebné na výrobu týchto článkov v priemyselnom meradle – budú na to musieť byť postavené nové továrne na batérie?  

Jednou z výhod týchto batériových článkov 3. generácie je použitie tekutých elektrolytov – preto je možné využiť existujúce výrobné zariadenia. Naproti tomu musia byť najskôr vyvinuté nové výrobné procesy a výrobné systémy pre polovodičové batérie 4. generácie, ktoré sa v súčasnosti celosvetovo skúmajú. Táto budúca technológia určite vyhrá preteky v strednodobom až dlhodobom horizonte, ale bude pravdepodobne trvať mnoho rokov, kým sa tam dostane. Batérie s tekutými elektrolytmi vyvinuté v projekte HighSpin budú môcť hodnotným spôsobom prispieť k udržateľnosti elektromobility.

Kedy budú „zelené“ batérie pripravené na sériovú výrobu?

Náš výskumný projekt bude prebiehať do polovice roku 2026. Chémia buniek vyvinutá spoločnosťou HighSpin bude potom testovaná za reálnych podmienok a bude sprístupnená priemyslu. To ďalej rozvíja batérie a prispôsobuje ich dodávateľské reťazce a výrobné zariadenia. V závislosti od dostupnosti surovín odhadujem, že sériová výroba bude dosiahnutá od roku 2028 pre vozidlá a od roku 2030 pre lietadlá.