Dojezd už pro většinu elektromobilů opravdu není problém. Ale stejně jako u aut s ICE nemusí nutně záležet na velikosti palivové nádrže, ale na tom, jak snadno lze palivo získat. U elektromobilů není problémem velikost baterie, ale rychlost nabíjení a životnost baterie. Naštěstí existuje několik novinek, které mohou některé z těchto bolestí hlavy z baterií EV vyřešit.
Polovodičové baterie pro EV od Toyoty
Jedním z jednoduchých způsobů, jak se zbavit úzkosti z dojezdu, je rozšířit rychlonabíjecí stanice (a domácí nabíječky). To však vyžaduje čas a masivní investice do infrastruktury. A i pak, jak vysvětluje Battery University, lithium-iontové baterie vydrží jen tolik rychlonabíjecích cyklů, než začnou degradovat. Podle Autoblogu má však Toyota možná řešení, jak to vyřešit.
RELEVANTNÍ:
Li-iontové baterie se spoléhají na kapalný elektrolyt, který přenáší ionty a elektrony, aby poskytly energii. Tento elektrolyt je však, jak vysvětlují The Verge a NewAtlas, hořlavý a potenciálně výbušný, zejména pokud je samotná baterie stará nebo poškozená. Při nesprávné péči je také korozivní, vysvětluje příručka Handbook of Advanced Ceramics.
Toyota tvrdí, že je na dobré cestě vyrábět polovodičové baterie do roku 2025: https://t.co/Oipnxlm8YA pic.twitter.com/ktvBlYK7cF
– Autoblog (@therealautoblog) 28. července 2020
Toyota chce nahradit kapalinu v bateriích elektromobilů pevnou látkou a vytvořit tak polovodičovou baterii. Jak vysvětluje Automotive News, polovodičová baterie pro elektromobily by byla lehčí a bezpečnější než li-ionová. Měla by také delší životnost a nabíjela by se podstatně rychleji. Doba dobíjení u vozidel, jako je Honda E, by se mohla snížit z 30 minut na méně než 15.
Polovodičová konstrukce však není to jediné, co Toyota u svých prototypů baterií pro elektromobily zkoumá. Japonská automobilka investuje také do nové chemické technologie baterií pro elektromobily: lithium-síra. Li-S baterie jsou energeticky vydatnější než Li-ion baterie a jejich materiály stojí méně. Vyhýbají se také použití mimořádně problematického materiálu: kobaltu.
Několik dalších společností vyrábějících baterie a baterie pro elektromobily však tento problém řeší z jiného úhlu.
Vyřazení kobaltu z baterií pro elektromobily
SOUvisející: Přestože jsou li-ion baterie postaveny na lithiu, potřebují pro své elektrody kobalt a grafit, uvádí Chemical & Engineering News. Podle NBC stojí kobalt za cenami baterií pro elektromobily nejvíce a poptávka převyšuje nabídku.
Ještě horší je, že značnou část kobaltu na světě těží strašlivě špatně placení a přepracovaní horníci v Demokratické republice Kongo. A to včetně dětí.
Nejenergetičtější baterie v okolí budou brzy ještě energetičtější. https://t.co/zUHrfPAqLW
– InsideEVs (@InsideEVs) 30. července 2020
Mnozí významní dodavatelé baterií již vyřadili kobalt těžený dětskou prací. Společnosti Tesla a Panasonic však jdou ještě o krok dál, uvádí InsideEVs. Panasonic je hlavním dodavatelem baterií společnosti Tesla a v současné době vyrábí nikl-kobalt-hliníkové baterie pro elektromobily, uvádí TechCrunch. Tvrdí však, že ve svých bateriích využívá méně než 2 % celosvětových zásob kobaltu. Tvrdí také, že její baterie budou do roku 2023 bez kobaltu.
EXKLUZIVNĚ: Tesla jedná o používání baterií od CATL, které neobsahují kobalt, jeden z nejdražších kovů v bateriích pro elektromobily, v automobilech vyráběných v jejím čínském závodě – zdroje https://t.co/7zME8RGHfe pic.twitter.com/kVdgcTGkRt
– Reuters (@Reuters) 18. února 2020
RELEVANTNÍ: Tesla chce dodávat baterie konkurentům
Tesla podle agentury Reuters spolupracuje také s čínskou firmou CATL na vývoji lithium-železo-fosfátových baterií. Baterie LFP („F“ jako „Fe“ neboli železo) nejsou tak energeticky vydatné jako lithium-iontové, uvádí Epec Engineered Technologies. Nejenže však nepoužívají kobalt, ale jsou stabilnější a mají delší životnost. Nová chemie však nemusí být nezbytně nutná.
Baterie bez kobaltu jsou levnější a bezpečnější. https://t.co/PNGtkN0rAt
– InsideEVs (@InsideEVs) 28. července 2020
InsideEVs uvádí, že několik vědců z Texaské univerzity v Austinu vyvinulo li-ionovou baterii pro elektromobily, která nepoužívá kobalt. Využívá však kovy, které se již v Li-ion bateriích vyskytují: nikl, hliník a mangan. Nová chemie nemá menší účinnost nabíjení ani životnost, uvádí Green Car Congress. A podle zprávy zveřejněné v časopise Advanced Materials má „okamžitou škálovatelnost při syntéze“.
Jak brzy se tyto novinky dostanou ke spotřebitelům?
Odstranění kobaltu z baterií pro elektromobily má další potenciální přínos: zlevnění elektromobilů stejně jako vozů s vnitřním pohonem. Podle časopisu Forbes by snížení nákladů na baterii elektromobilu na 100 USD/kWh prakticky odstranilo tento cenový rozdíl.
V době psaní tohoto článku se náklady pohybují kolem 147 USD/kWh. Vzhledem k tomu, že kobalt tvoří 10-30 % nákladů na lithium-iontovou baterii, jak uvádí Green Car Congress, jeho odstranění by mohlo snížit cenu na přibližně 110-120 dolarů. Podle časopisu Forbes by však baterie LFP mohly teoreticky dosáhnout 100 USD/kWh do roku 2024 a 61 USD/kWh do roku 2030. To však stále vyžaduje uvedení komerční verze do provozu. A totéž platí pro baterii Texaské univerzity. I když v tomto případě výzkumníci, kteří za ní stojí, již založili společnost, která ji bude komerčně využívat:
Zaměstnanec společnosti Volkswagen stojí v čisté místnosti pro výrobu bateriových článků v závodě VW Salzgitter:
Kam tedy patří polovodičová baterie pro elektromobily Toyota? V současné době automobilka pracuje na překonání tendence Li-S baterií časem se deformovat. Navíc výroba Li-S baterie pro elektromobily vyžaduje pečlivě kontrolované prostředí s velmi nízkou vlhkostí. První funkční prototypy se objeví nejdříve v roce 2025. A i pak bude kvůli nízkému objemu výroby trvat několik let, než cena klesne.
Všechen tento vývoj je však stále krokem k tomu, aby se elektromobily staly dostupnějšími a dosažitelnějšími pro všechny.
Sledujte další novinky z MotorBiscuit na naší stránce na Facebooku.