Mówi: | prof. dr hab. inż. Janina Molenda |
Firma: | Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie |
Baterie litowo-jonowe są przyszłością elektromobilności. Producenci samochodów poszukują jednak alternatywnych technologii do napędzania aut zeroemisyjnych
Ogniwa litowo-jonowe są obecnie najlepszym rozwiązaniem do zapewniania energii samochodom elektrycznym o średnim i dużym zasięgu. Producenci dążą do osiągnięcia jak największej gęstości ogniwa przy zachowaniu jak najwyższego poziomu bezpieczeństwa. W najbliższych latach rynek baterii litowo-jonowych będzie notował dalsze wzrosty, a zużycie ekwiwalentu węglanu litu wzrośnie ponadtrzykrotnie. Tymczasem wielkie koncerny samochodowe poszukują nowych rozwiązań pozwalających opracować wydajne i bardzo żywotne baterie. Toyota rozwija technologię baterii półprzewodnikowych. Z kolei rynek chiński przyszłość transportu widzi w ogniwach wodorowych.
– Duże zainteresowanie ogniwami litowo-jonowymi wiąże się z tym, że mają one znacznie lepsze parametry niż dotychczasowe akumulatory na rynku. Mają np. trzykrotnie większą gęstość energii, gęstość mocy w stosunku do toksycznych ogniw niklowo-kadmowych, czy niklowo-wodorkowych. Duża gęstość mocy skumulowana na jednostkę masy i objętości to zasadnicze parametry, poza tym liczba cykli pracy jest również konkurencyjna w stosunku do akumulatorów niklowo-wodorkowych – mówi w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje profesor Janina Molenda, kierownik Katedry Energetyki Wodorowej AGH w Krakowie.
Rynek baterii litowo-jonowych stale się rozwija. Producenci pojazdów elektrycznych, a zwłaszcza producenci samochodów, nieustannie dążą do tego, by baterie cechowały się wyższą gęstością energii, a także bezpieczeństwem stosowania, żywotnością i stabilnością. Wszystko po to, by samochody elektryczne były zdolne na jednym ładowaniu pokonać jak najwięcej kilometrów, a także by późniejsze doładowywanie baterii trwało jak najkrócej.
Nowoczesne baterie muszą też dobrze radzić sobie z pokryciem dużo większego zapotrzebowania na energię przy ruszaniu z miejsca i przyspieszaniu pojazdu. Na razie najlepiej radzą sobie z tym wszystkim właśnie ogniwa litowo-jonowe.
– Żywotność akumulatorów litowych do samochodów jest przewidziana na 10 lat, więc są to technologie, które bazują na materiałach bardziej stabilnych. Stabilność ogniwa litowego dla zastosowań długoletnich o większym czasie trwania wiąże się ze stabilnością poszczególnych komponentów w kontakcie z elektrolitem ciekłym. Ciągle w bateriach litowych używany jest z konieczności elektrolit ciekły, bo nie mamy elektrolitu stałego, który by odpowiednio przewodził w temperaturze pokojowej – tłumaczy ekspertka.
Stały elektrolit w elektromobilności planuje wykorzystać Toyota. Japoński koncern w najbliższych latach postawi na wdrożenie baterii półprzewodnikowych. Te mają oferować większą gęstość energii niż baterie litowo-jonowe używane przez Teslę i innych konkurentów. Akumulatory tego typu wykorzystują stały elektrolit zamiast ciekłego elektrolitu stosowanego w akumulatorach litowo-jonowych. Prezentacja rozwiązania w autach Toyoty możliwa będzie najwcześniej w 2020 roku. Japoński producent swoją technologią planuje się podzielić ze swoimi partnerami, tzn. Mazdą, Suzuki i Subaru. Bateriami półprzewodnikowymi zainteresowane są także marki takie jak Volkswagen czy BMW.
Z kolei Tesla, jeden ze światowych liderów elektromobilności, rozwijać będzie w najbliższych latach własne ogniwa litowo-jonowe. Na razie przedsiębiorstwo Elona Muska współpracuje na tym polu z japońskim koncernem Panasonic. Położenie nacisku na produkcję własnych baterii pozwoli amerykańskiemu gigantowi uniezależnić rozwój swoich technologii dla elektromobilności od tego partnera.
W najbliższych latach dominującymi na rynku będą ogniwa litowo-jonowe o wyższej zawartości niklu – wynika ze spotkania naukowców podczas XI konferencji Lithium Supply&Markets, która odbyła się w połowie czerwca w chilijskim Santiago. Katody niklowo-kobaltowo-manganowe staną się bardziej popularne z uwagi na ich wyższą gęstość w porównaniu z katodami z żelazofosforanem litu. Te pierwsze nadają się szczególnie do zasilania w energię pojazdów o średnich (250–350 km) i wysokich (ponad 500 km) zasięgach, podczas gdy te drugie bardziej sprawdzają się w autobusach i małych samochodach stosowanych na dystansach do 100 km.
Dzięki ogniwom litowo-jonowym możliwy jest jednak rozwój nie tylko elektromobilności.
– W tej chwili zastosowanie ogniw litowych to nie tylko przenośna elektronika czy nawet samochody elektryczne lub hybrydowe, lecz także wielkie magazyny energii o pojemności nawet 100 megawatów. Takie instalacje powstają już na świecie – mówi prof. Janina Molenda.
Chiny, będące największym na świecie rynkiem motoryzacyjnym, a także liderem sprzedaży tanich aut elektrycznych, przyszłość widzą w ogniwach wodorowych. Zgodnie z założeniami tamtejszego rządu w ciągu najbliższej dekady po chińskich drogach ma jeździć milion aut z napędem wodorowym. W przyszłym roku chiński rząd wycofa dotacje długoterminowe dla rozwoju elektromobilności przy jednoczesnym utrzymaniu dotacji dla transportu opartego na ogniwach wodorowych.
Według ustaleń z Lithium Supply & Markets całkowite zużycie ekwiwalentu węglanu litu na świecie osiągnie najprawdopodobniej 1 mln ton do 2025 r. W 2018 roku było to około 300 tys. ton.
Czytaj także
- 2024-04-12: Budowa sieci ładowania elektryków znacząco przyspieszy. W życie wchodzą nowe unijne przepisy
- 2024-04-18: Padają kolejne rekordy generacji energii z OZE. Przez jakość sieci duży potencjał wciąż jest niezagospodarowany
- 2024-04-23: Dwie duże marki chińskich samochodów w tym roku trafią do sprzedaży w Polsce. Są w stanie konkurować jakością z europejskimi producentami aut
- 2024-04-17: Inwestycje w przydomowe elektrownie wiatrowe w Polsce mogą się okazać nieopłacalne. Eksperci ostrzegają przed wysokimi kosztami produkcji energii
- 2024-04-15: Zmiany klimatu coraz mocniej uderzają w polskie rolnictwo. W adaptacji wspierają rolników nowe technologie
- 2024-04-09: Integracja energetyki i ciepłownictwa w Polsce może przynieść 4 mld euro oszczędności. Emisja CO2 w tych sektorach może spaść o 57 proc.
- 2024-04-16: Szybko rośnie udział odnawialnych źródeł w krajowym miksie energetycznym. Potrzebne przyspieszenie w inwestycjach w sieci przesyłowe
- 2024-03-26: W anestezjologii dokonał się skokowy postęp. To dziś jedna z najbezpieczniejszych dziedzin medycyny
- 2024-03-12: Wątpliwości dotyczące bezpieczeństwa danych przetwarzanych w różnych urzędach. NIK zapowiada kontrole we wszystkich jednostkach samorządu terytorialnego
- 2024-03-20: Coraz więcej samorządów chce zakładać spółdzielnie energetyczne. Na ten cel trafi 2 mld zł z funduszy europejskich
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Transport
Chiny przyspieszają inwestycje w odnawialne źródła. Nie przestają jednak rozbudowywać mocy węglowych
Coraz dotkliwsze skutki zmian klimatycznych, ale przede wszystkim chęć zbudowania bezpieczeństwa energetycznego i uniezależnienia się od zewnętrznych dostaw surowców skłoniły rząd w Pekinie do ekspresowych inwestycji w nowe moce odnawialnej energii. W efekcie Chiny wyrastają na globalnego lidera transformacji energetycznej – odpowiadają dziś za największy na świecie przyrost mocy zainstalowanych w fotowoltaice i wiatrakach. Co ciekawe, nie rezygnują jednak przy tym również z inwestycji w energetykę węglową.
Infrastruktura
Polskie rolnictwo potrzebuje inwestycji infrastrukturalnych. Niezbędna jest budowa agroportów i rozwój połączeń kolejowych
Brak inwestycji w porty i kolej ogranicza potencjał eksportu rolnego, oznacza też problem z tranzytem ukraińskiego zboża. Konieczna jest przede wszystkim budowa agroportów. – Mierzymy się z dużą nadwyżką zboża, którą trzeba wywieźć jak najszybciej, żeby zwolnić powierzchnie magazynowe do żniw na kolejny sezon, i w związku z tym potrzebne jest coraz szybsze tempo wywożenia – mówi Stefan Krajewski, wiceminister rolnictwa i rozwoju wsi. Część ekspertów zastanawia się jednak nad długofalowym uzasadnieniem takich inwestycji.
Ochrona środowiska
Ciech od czerwca będzie działać jako Qemetica. Chemiczny gigant ma globalne aspiracje i nową strategię na sześć lat
Globalizacja biznesu, w tym możliwe akwizycje w Europie i poza nią – to jeden z głównych celów nowej strategii Grupy Ciech. Przedstawione plany na sześć lat zakładają także m.in. większe wykorzystanie patentów, współpracę ze start-upami w obszarze czystych technologii i przestawienie biznesu na zielone tory. – Mamy ambitny cel obniżenia emisji CO2 o 45 proc. do 2029 roku – zapowiada prezes spółki Kamil Majczak. Nowej strategii towarzyszy zmiana nazwy, która ma podsumować prowadzoną w ostatnich latach transformację i lepiej podkreślać globalne aspiracje spółki. Ciech oficjalnie zacznie działać jako Qemetica od czerwca br.
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.