Izzivi električnih baterij

Ljubljana – Lahko se vozimo samo na sonce, lahko izkoriščamo obnovljive vire, pri tem pa ne smemo pozabiti na spremenljivke v prostoru, kot so vremenski pogoji, čas in načini za shranjevanje energije. Baterija je, kot je na konferenci Mobilnost 2019 v organizaciji medijske hiše Delo povedal Robert Dominko, znanstveni svetnik na Kemijskem inštitutu in izredni profesor na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani, samo eden izmed možnih shranjevalnikov.



Razvoj elektromobilnosti se je začel s Teslo, delni poskusi so bili v preteklosti pri avtomobilskih proizvajalcih, vendar to ni trajnostna tehnologija, saj z njo ne bomo uspeli. Ključne komponente električnih baterij so kovine, poudarja Dominko in dodaja, da nekatere izmed njih najdemo v izobilju, druge pa so omejene, po količini in dostopnosti. Če za primer vzamemo litij-ionski akumulator, sta po dostopnosti kritična litij in predvsem kobalt, v gorivnih celicah pa platina.

Ena od študij je pokazala, da je trenutno poznana zaloga kobalta v svetu tolikšna, da bi bilo mogoče z baterijami z močjo 60 kWh opremiti največ 40 milijonov vozil, kar ni dovolj niti za nemško avtomobilsko industrijo, kaj šele za ves svet. Nadaljnji razvoj tehnologij, reciklaža in uporaba recikliranih baterij so ključni za trajnostni razvoj na področju pridobivanja in izrabe energije. Želja je baterija s 1000 Wh/kg, ki bo omogočala doseg električnega letala s stotimi potniki in doseg 3000 kilometrov – in to je štirikrat več energije, kot je imamo danes.


 

Potreba po ekonomsko in okoljsko vzdržnih sistemih

Zato, kot pravi Dominko, nastaja potreba po ekonomsko in okoljsko vzdržnih akumulatorskih sistemih z višjo energijsko gostoto. Elektrifikacija različnih sektorjev potrebuje trajnostne pristope, zato se moramo osredotočati na še druge elemente, kot so magnezij, kalcij, aluminij.

Kako naprej?

»Na Kemijskem inštitutu smo koordinirali 12 milijonov evrov vreden projekt, za katerega je sredstva prispevala EU, da smo lahko prišli do prototipa, ki dobro deluje, ki je stabilen in ga je mogoče uporabljati in daje 300 Wh/kg. To je bilo šest let in pol raziskovanja in zdaj smo na tem, da bi to lahko pripeljalo do končne komercializacije,« pravi Dominko. Obenem dodaja, da že šest let sodelujejo s podjetjem Honda, za katero delajo že prototipne akumulatorje, ki naj bi jih v roku enega do treh let v Hondi vgradili v konceptni avto.

Kam gremo?

Evropa ima velike iniciative, ena izmed njih je iniciativa Battery 2030, v katerem sodeluje tudi Kemijski inštitut in v katerem naj bi popolnoma zastavili razvoj akumulatorjev za množično potrošnjo. »Namen je začeti z elementi, ki so trajnostno dosegljivi in okoljsko sprejemljivi. S pomočjo računalniških simulacij, naprednih algoritmov bomo skupaj s sinteznimi kemiki zelo hitro prišli do materialov, katerih energijska gostota in moč ustrezata zahtevam, ki jih imamo (električna letala itd.). Naša baterija največkrat propada, ker je na medfaznem področju degradacija – in mi jo bomo zminimalizirali toliko, da bo omogočila življenjsko dobo akumulatorja za 20 let,« je še dejal Dominko.

Dodal je, da bodo v baterijo vgrajevali senzorje, s katerimi bodo »pobirali« več podatkov, kako se baterija obnaša – »in ko bomo to spoznali, bodo lahko v bateriji na voljo že določene kemikalije ali procesi, ki bodo lahko zaustavili proces staranja«, pravi Dominko in poudari, da si ne smemo privoščiti, da nam bodo baterije v prihodnosti povzročale toliko preglavic kot danes plastika. Evropa vidi veliko sliko, s katero bo omogočila, da bomo ostali vodilni na svetovni ravni. »Ključne baterije so namreč razvili Evropejci!« je še poudaril Robert Dominko.