Naukowcy poszukują akumulatorów przyszłości. Mają być wystarczająco wydajne i bezpieczne, aby sprawdzić się np. w pojazdach elektrycznych

Wraz z wprowadzeniem na drogę pierwszych pojazdów elektrycznych na rynku pojawiło się zapotrzebowanie na wydajne i bezpieczne akumulatory, które pozwolą przejechać na jednym ładowaniu kilkaset kilometrów. Mimo że kolejne generacje ogniw litowo-jonowych wykazują się coraz większą wydajnością, możliwości tej technologii są ograniczone. Dlatego naukowcy szukają alternatywnych źródeł zasilania oraz nowych rozwiązań, które usprawnią klasyczne baterie litowo-jonowe.  ​ 

– Źródła energii można podzielić na dwie części: akumulatory kwasowo-ołowiowe i litowo-jonowe. Inne to tylko niszowe zastosowania. Ołowiowe wciąż są aktualne, gdyż są tanie. To ekonomia decyduje o tym, jakie akumulatory mamy na rynku. Litowo-jonowe wypierają je coraz bardziej i to jest przyszłość, jednak potrzebują wsparcia w rodzaju superkondensatorów, wtedy przedłużylibyśmy ich żywotność – mówi w rozmowie z Agencją Informacyjną Newseria Innowacje Elżbieta Frąckowiak profesor na Politechnice Poznańskiej.

Naukowcy z całego świata pracują nad opracowaniem nowych, wydajniejszych źródeł zasilania. Inżynierowie z Caltech, NASA i Hondy połączyli swoje siły, aby stworzyć baterie wykorzystujące fluorki w miejscu litu. Ich eksperymentalne ogniwa są dziesięciokrotnie wydajniejsze niż akumulatory litowo-jonowe o tej samej gęstości, a ich produkcja wymaga zużycia mniejszej liczby surowców.

Baterie fluorkowo-jonowe mają jeszcze jedną istotną przewagę nad akumulatorami obecnej generacji – nie przegrzewają się, dlatego nie wywołają pożaru. Ich największą wadą jest to, że dopiero niedawno udało się opracować baterie zdolne do pracy w temperaturze pokojowej, a na ich wdrożenie do powszechnej produkcji inżynierowie będą potrzebowali wielu lat. Rozwijane są także inne technologie.

– W przyszłości oczekuje się, że akumulatory litowo-jonowe będą absolutnie bezpieczne, czyli nie będziemy mieć pożaru w dreamlinerze czy palących się samochodów. Bezpieczeństwo i jednocześnie ekonomia to jest klucz. To są ogniwa wydajne, ich przyszłość jest rzeczywiście gwarantowana, ale są już następne generacje. To być może lit-tlen, być może lit-siarka, ale są one na razie w powijakach – mówi ekspertka.

Alternatywą dla klasycznych akumulatorów mogą się okazać ogniwa wodorowe, które z każdym kolejnym rokiem stają się coraz popularniejsze wśród użytkowników samochodów. Prym w sprzedaży aut wodorowych wiedzie Toyota ze swoim modelem Mirai, który na 5 kg wodoru może przejechać do 750 km.

W tę technologię inwestują również polskie firmy. Jastrzębska Spółka Węglowa zapowiedziała, że jest gotowa produkować z gazu koksowniczego, jeśli tylko znajdzie się spółka, która zobowiąże się do powołania floty pojazdów wodorowych. JSW dysponuje środkami do produkcji 70 tys. ton wodoru rocznie, co pozwoliłoby napędzić od 700 do 900 autobusów.

– Stworzenie ogniwa paliwowego byłoby możliwe wtedy, kiedy np. wodór byłby produkowany z termicznej energii, czyli przez termolizę (rozkład – przyp. red.) wody. Wtedy otrzymalibyśmy nadmiar wodoru, który mógłby służyć do takich celów. Ale na razie zarówno wytworzenie wodoru, jak i jego przechowywanie za dużo. Na razie nie mamy energii jądrowej w Polsce, ale w dalekiej przyszłości widziałabym taką wizję –  mówi Elżbieta Frąckowiak.

Analitycy z firmy badawczej Market Research Engine szacują, że w ciągu najbliższych lat globalny rynek akumulatorów litowo-jonowych będzie się rozwijał w tempie 16 proc., a do 2022 roku osiągnie wartość 69 mld dol.