Elektromobil je vo väčšine prípadov ešte stále drahší než spaľovák. Táto rovnica platí najmä pri „ľudových“ autách strednej a nižšej triedy.

Problémom sú batérie, respektíve ich cena. Ako informoval portál SeznamSprávy.cz, Nissan prisľúbil, že prinesie elektromobil lacnejší než spaľovák už do 6 rokov. Spojí sa pritom s NASA a spoločne vyvinú revolučnú batériu.

Parametre batérie novej generácie dnes vyzerajú ako sci-fi, no tak to predsa pár rokov dozadu vyzeralo aj so smartfónmi, ktoré si dnes môže dovoliť naozaj každý. Spojenie veľkej japonskej automobilky, agentúry NASA a celého radu univerzít má priniesť výsledky už do 6 rokov.

Nová batéria bude až 2-krát energeticky hustejšia, ľahšia, menšia a v neposlednom rade podstatne lacnejšia. Využívať pritom bude menej vzácnych kovov, no jej najsilnejšou zbraňou je bezpochyby „pevný elektrolyt“.

Solid-state batérie sú už vo vývoji

Akumulátory na báze pevného elektrolytu, teda takzvané solid-state batérie, nie sú žiadnou novinkou a na ich vývoji pracuje množstvo spoločností. Nissan sa tejto problematike venuje už o roku 2011 a ako pevný elektrolyt využíva zlúčeniny na báze síry.

Nissan

Teraz spája sily s univerzitou v San Diegu a vesmírnou agentúrou NASA. Spoločne hľadajú možnosti, z akých materiálov by bolo čo najlepšie vyrobiť anódu a katódu takejto batérie. Pomáha im pri tom superpočítač, ktorý vykonáva simulácie až so 131 000 materiálmi.

Ako píše TechWireAsia, pilotná výroba batérii novej generácie začne už v roku 2024, pričom do prvých elektromobilov sa dostane do roku 2028. Okrem vyššie spomenutých benefitov a parametrov sa dokáže nový akumulátor s pevným elektrolytom doplna nabiť už za 15 minút.

Dôležitá je cena

Nissan očakáva, že cena nových batérií by sa mohla v roku 2028 dostať na úroveň 75 dolárov za 1 kWh. V priebehu ďalších dvoch rokov by dokonca mala klesnúť iba na 65 dolárov za 1 kWh.

V kruhoch odborníkov sa hovorí, že elektromobil by sa cenovo vyrovnal spaľováku už vtedy, ak by batéria stála zhruba 100 dolárov za 1 kWh. Aktuálne sa priemerná cena akumulátorov pohybuje na úrovni 135 dolárov za 1 kWh.

Na technológii pracujú viacerí

Nemecké Ministerstvo školstva investuje do vývoja nových batérií takmer 1,8 milióna eur. Ako sme uviedli v tomto článku, revolučné je najmä ich zloženie, ide totiž rovnako o lítium-sírové články.

Projekt nesie príznačný názov SoLiS a začal sa iba v júli minulého roka. Cieľom je pod vedením Fraunhoferovho technologického inštitútu priniesť lítium-sírové batérie do priemyslu. Uplatnenie by si v budúcnosti mohli nájsť napríklad v elektromobiloch.

Aby boli lítium-sírové batérie použiteľné v praxi, inžinieri musia použiť miesto bežného kvapalného elektrolytu pevný elektrolyt. Takzvané „solid-state“ batérie sú ešte stále vo vývoji. Ich princíp vychádza zo zdanlivo jednoduchej myšlienky – nahradiť kvapalný elektrolyt tuhým. To sa však poriadne nedarí už takmer 40 rokov.

Solid Power (ilustračný)

Technická univerzita v Drážďanoch pracuje na katódových materiáloch a tiež na dizajne elektród. Vedci z Wilhelmovej univerzity skúmajú pevné elektrolyty, ktoré sú kľúčovým komponentom solid-state batérií.

Univerzita Justusa Liebiga v Giessene prináša znalosti v oblasti charakterizácie medzifázových javov a spoločnosť Schunk Kohlenstofftechnik GmbH je zodpovedná za výrobu uhlíkových prísad a všetkých príslušných kompozitných materiálov. Fraunhoferov technologický inštitút taktiež spolupracuje s nemeckým výrobcom batérií Varta.

Do batérií sa vrhol aj Gates

SoLiS nie je jediný projekt, ktorý sa sústredí na solid-state batérie. Po desiatich rokoch od svojho založenia prišiel startup QuantumScape, podporovaný Billom Gatesom a spoločnosťou Volkswagen, s vyhlásením, ktoré by mohlo navždy zmeniť svet elektromobility.

Pri príležitosti vlastného „Dňa batérií“ firma oznámila, že úspešne vybudovala solid-state batériu s pevným elektrolytom, ktorá má v porovnaní so súčasnými akumulátormi vyšší výkon. Terajšie batérie sú tvorené anódou a katódou, medzi ktorými sa nachádza tekutý elektrolyt slúžiaci na prenos iónov lítia medzi elektródami.

Nová solid-state batéria podľa dostupných informácií pozostáva z anódy vyrobenej z čistého kovového lítia, zatiaľ čo v štandardných batériách sa používa grafit.

Presnejšie je však napísať, že batéria od spoločnosti QuantumScape anódu vôbec nemá, pretože sa vyrába bez nej a vytvára sa až nabíjaním batérie a pohybom kovového lítia cez špeciálny separátor. Katóda je vyrobená z materiálu s názvom NMC (nikel-mangánový kobalt), ktorý sa bežne používa aj pri výrobe súčasných batérií.

Schéma solid-state batérie od QuantumScape. ScreenShot/QuantumScape/Youtube

Najdôležitejším prvkom celej batérie je už spomínaný flexibilný keramický separátor hrubý iba niekoľko desiatok mikrometrov. Ten totiž bráni neželanému vzniku dendritov, čo sú ihlicovité štruktúry vytvárajúce sa v okolí elektród, ktoré v niektorých prípadoch môžu viest ku skratu. Separátor taktiež umožňuje jednoduchý prechod lítiových iónov.

Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita