Uprzejmie informujemy, że zmianie uległy kategorie w serwisie Newseria Innowacje. Jeśli jesteście Państwo zainteresowani otrzymywaniem powiadomień z tych kategorii, prosimy o dokonanie zmian po zalogowaniu się do swoich profili. 

Newsy

Baterie litowo-jonowe są przyszłością elektromobilności. Producenci samochodów poszukują jednak alternatywnych technologii do napędzania aut zeroemisyjnych

2019-07-03  |  06:00

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

Kalendarium

Firma

Lody coraz bardziej innowacyjne. Polacy opracowują ekologiczną metodę produkcji lodów mniej kalorycznych, a przy tym odpowiednich dla wegan i alergików

Producenci lodów stawiają na innowacje. Na rynku można już znaleźć lody, które nie topią się i nie ściekają, niektóre świecą w ciemności, a jeszcze inne – zmieniają kolor w miarę topnienia lub lizania. Polacy stawiają jednak na lody ekologiczne, które są odpowiednie także dla wegan. Polski start-up opracowuje metodę produkcji ekologicznych lodów, w których zamiast białka zwierzęcego znajdzie się izolat białka roślinnego, które może się przyczynić m.in. do obniżania cholesterolu.

IFA 2019 Berlin

Medycyna

Nowe technologie przejmują rolę opiekunów osób starszych. Monitorują ich stan zdrowia i alarmują o niebezpiecznych sytuacjach

Popularyzacja rozwiązań z zakresu internetu rzeczy pozwala wdrażać innowacyjne platformy oraz urządzenia do opieki nad starszymi osobami. Powstają wyspecjalizowane elektroniczne nianie, gadżety do noszenia informujące bliskich o nagłych wypadkach, a nawet kompleksowe platformy monitoringu, dzięki którym osoby starsze mogą bezpiecznie funkcjonować w środowisku domowym bez konieczności zatrudniania opiekuna na pełen etat.

MSPO - Targi Obronne Zbrojeniowe 2019 - Kielce
XXIX Forum Ekonomiczne - Krynica

Internet

Wyszukanie jednego hasła w Google pochłania tyle samo dwutlenku węgla, co zagotowanie wody w czajniku. Internet przyczynia się do globalnego ocieplenia bardziej niż przemysł lotniczy

Transmisja i oglądanie filmów online generuje 300 mln ton dwutlenku węgla rocznie. Wysyłanie dziesiątek wiadomości e-mail dziennie, szybkie dzwonienie na WhatsApp, przesyłanie zdjęć do chmury, oglądanie krótkiego klipu na YouTube to tylko część codziennego cyfrowego życia. Niewiele osób zdaje sobie jednak sprawę z tego, że odbija się to na całym środowisku. O ile np. udział lotnictwa w globalnej emisji dwutlenku węgla szacuje się na około 2,5 proc., o tyle globalny transfer danych i niezbędna infrastruktura – już 4 proc. Przenosząc dane do chmury można nie tylko znacznie zaoszczędzić – blisko 40 proc., lecz przede wszystkim pomóc środowisku.