Iskanje zelene baterije

Iskanje zelene baterije

AUTOMOTIVE.AT: Večina baterij za električne avtomobile je zdaj razvita in proizvedena v Aziji. Ali lahko Evropa dohaja hitrost inovacij na Daljnem vzhodu?

BOSCHIDAR GANEV: Dejansko je evropska avtomobilska industrija še vedno močno odvisna od uvoza baterij za vozila iz Azije. EU zato želi vzpostaviti lastno proizvodnjo baterij, ki združuje zmogljivost, trajnost in ohranjanje virov v duhu zelenega dogovora. Te baterije bodo zanimive predvsem za tiste proizvajalce, ki želijo svoja vozila oglaševati ne le z vidika zmogljivosti in dosega, ampak tudi z vidika prijaznosti do okolja in podnebja ter uporabljati baterijo, ki je čim bolj primerna za evropski okvir. Ciljna vizija vključuje: baterijo, proizvedeno v Evropi, z največjim možnim deležem obnovljive energije / preglednost glede sestave in izvora materialov / minimiziranje kritičnih surovin / dobro delovanje v “prvi” življenjski dobi, tj. pri uporabi v vozilu ali letalu / možnost kasnejše uporabe v “drugi” življenjski dobi, na primer kot stacionarno skladiščenje. Nenazadnje je tu tudi dokazana možnost recikliranja, ko je baterija končno dosegla konec svoje življenjske dobe.

Kaj lahko k temu prispeva projekt HighSpin pri AIT?

Konzorcij HighSpin, ki ga vodi AIT, sestavlja 13 partnerjev iz osmih evropskih držav. Evropska komisija je potrebo po trajnostni proizvodnji baterij prepoznala že leta 2017. Cilj razvoja inovativne celične kemije je torej uporaba manj kritičnih surovin in hkrati izpolnjevanje načel krožnega gospodarstva. Predvsem želimo nadomestiti surovino kobalt, ki se pridobiva v nehumanih in okolju škodljivih pogojih predvsem v Kongu, z manj kritičnimi surovinami. V projektu HighSpin preizkušamo tudi dva različna procesa recikliranja, s katerima lahko iz uporabljenih celic izločimo visokokakovostne kovine za proizvodnjo svežih celic.

Kakšne so posebnosti te celične kemije?

Trenutno se ukvarjamo z razvojem anode iz silicija/grafita in katode iz litij-nikelj-manganovega oksida. Inovativna baterijska celica naj bi dosegla najvišje možno število ciklov polnjenja, hkrati pa naj bi bila primerna za uporabo v drugi življenjski dobi in učinkovito recikliranje. Poudarek je tudi na razširljivosti proizvodnje celic, saj naj bi bilo prototipe, razvite v laboratoriju, mogoče množično industrijsko izdelovati s čim manj truda.

Kakšno energijsko gostoto in življenjsko dobo bodo imele "zelene" naprave za shranjevanje energije, razvite v High Spinu?

Naš glavni cilj je izdelava celice z energijsko gostoto 390 Wh/kg in življenjsko dobo vsaj 2000 polnilnih ciklov. Težišče našega raziskovalnega dela je na razvoju materialov in optimizirani koordinaciji elektrod in elektrolita izdelanih iz njih. Za elektrode raziskujemo inovativne strukture 3D premazov za povečanje gostote moči. Nato optimiziramo arhitekturo tako razvitih celic za vsakokratne zahteve vozil in letal ter jih testiramo v modularnih demonstratorjih.

Koliko truda bo potrebnih za proizvodnjo teh celic v industrijskem obsegu – ali bo za to treba zgraditi nove tovarne baterij?  

Ena od prednosti te 3. generacije baterijskih celic je uporaba tekočih elektrolitov - zato je mogoče uporabiti obstoječe proizvodne zmogljivosti. Nasprotno pa je treba najprej razviti nove proizvodne procese in proizvodne sisteme za polprevodniške baterije 4. generacije, ki jih trenutno raziskujejo po vsem svetu. Ta tehnologija prihodnosti bo zagotovo zmagala v dirki srednje- do dolgoročno, vendar bo verjetno trajalo veliko let, da pride do cilja. Medtem pa bodo baterije s tekočimi elektroliti, razvite v projektu HighSpin, lahko dragoceno prispevale k trajnosti elektromobilnosti.

Kdaj bodo »zelene« baterije pripravljene za serijsko proizvodnjo?

Naš raziskovalni projekt bo potekal do sredine leta 2026. Celična kemija, ki jo je razvil HighSpin, bo nato testirana v realnih pogojih in bo na voljo industriji. To dodatno razvija baterije in prilagaja njihove dobavne verige in proizvodne zmogljivosti. Glede na razpoložljivost surovin ocenjujem, da bo serijska proizvodnja dosežena od leta 2028 za vozila in od 2030 za letala.