Na svete sú iba dve krajiny, ktoré dokážu byť sebestačné, ekonomicky nezávislé. Ide o Čínu a USA. Ostatné spoločenstvá sú na nich dokonca naviazané, a to podľa svojich potrieb. O USA a Číne sa hovorí ako o superveľmociach. Nielen kvôli ich výzbroji a vojenskej sile, ale najmä pre svoju ekonomickú nadradenosť a spomenutú sebestačnosť. Nás však aj dnes bude zaujímať pohľad na elektromobilitu, pozrieme sa na najnovšie pripravované (a avizované) plány vo vývoji batérií do elektromobilov.

Silikónové batérie

Tie predstavujú jednu z najsľubnejších technológií, ktorá by mohla zásadne zmeniť svet elektromobilov. Sľubujú totiž vyššiu energetickú hustotu, čo by v praxi znamenalo dlhší dojazd na jedno nabitie, rýchlejšie nabíjanie a zároveň nižšiu hmotnosť batérií. To všetko sú faktory, ktoré by mohli výrazne zvýšiť atraktivitu elektromobilov a urýchliť ich masové rozšírenie.

Rozdiely medzi materiálmi

Silikónové a lítium-iónové batérie sú obe typy nabíjateľných batérií, ktoré sa využívajú v rôznych elektronických zariadeniach, vrátane elektromobilov. Hoci majú spoločný základ, líšia sa niekoľkými kľúčovými vlastnosťami.

Anóda: Najväčší rozdiel spočíva v materiáli anódy. Zatiaľ čo tradičné lítium-iónové batérie využívajú ako anódu grafit, silikónové batérie využívajú práve silikón. Silikón má schopnosť ukladať oveľa viac lítiových iónov ako grafit, čo teoreticky umožňuje vyššiu energetickú hustotu.

Energetická hustota: Vďaka silikónu majú silikónové batérie potenciál výrazne vyššej energetickej hustoty. To znamená, že dokážu uložiť viac energie do rovnakého objemu, čo sa prejaví dlhším dojazdom elektromobilov alebo dlhšou výdržou batérie v iných zariadeniach.

Životnosť: Jednou z výziev silikónových batérií je ich životnosť. Pri nabíjaní a vybíjaní sa silikón rozpína a zmršťuje, čo môže spôsobiť poškodenie štruktúry elektródy a skrátenie životnosti batérie. Vedci však intenzívne pracujú na riešení tohto problému.

Náklady: Výroba silikónových batérií je zatiaľ nákladnejšia ako výroba tradičných lítium-iónových batérií. To je spôsobené zložitejším výrobným procesom a vyššími nákladmi na suroviny. Avšak s rastúcou produkciou a ďalším vývojom technológie sa očakáva zníženie nákladov.

Bezpečnosť: Aj keď silikón ponúka vyššiu energetickú hustotu, môže tiež predstavovať určité bezpečnostné riziká. Pri nesprávnom nabíjaní alebo vybíjaní môže dôjsť k prehriatiu a potenciálnemu poškodeniu batérie. Výrobcovia však pracujú na zlepšení bezpečnosti týchto batérií.

Sú silikónové batérie už na trhu?

Zatiaľ čo niektoré spoločnosti už predstavili prototypy elektromobilov so silikónovými batériami, masová výroba a komerčné využitie sú stále vo fáze vývoja. Predpokladá sa, že širšie zavedenie tejto technológie bude trvať niekoľko rokov.

EV BYD Seal, ilustračné foto, popis pod článkom

Situácia v Číne a USA

Čína, ako líder v oblasti výroby batérií, investuje značné prostriedky do výskumu a vývoja silikónových batérií. Niektoré čínske automobilky už oznámili plány na zavedenie tejto technológie do svojich elektromobilov. V Spojených štátoch sa tiež intenzívne pracuje na vývoji silikónových batérií. Niekoľko amerických spoločností a výskumných inštitúcií hlási významné pokroky v tejto oblasti.

O spoločnosti Paraclete Energy, Inc.

Paraclete Energy, Inc., popredný poskytovateľ pokročilých technológií batérií, oznámila v decembri roku 2024 výsledky komplexnej štúdie o svojej patentovanej technológii SILO Silicon™. Táto štúdia demonštruje potenciál SILO Silicon™ pre revolúciu v konštrukcii batérií pre elektrické vozidlá (EV) znížením hmotnosti o 50 % pri súčasnom zdvojnásobení jazdného dosahu – veľký krok vpred v napredovaní v doprave šetrnej k životnému prostrediu.

„Ako spoločnosť, ktorá sa venuje posúvaniu hraníc inovácií batérií, naša najnovšia štúdia podčiarkuje potenciál SILO Silicon™ predefinovať oblasť elektrických vozidiel,“ uviedol Jeff Norris, generálny riaditeľ Paraclete Energy. „Náš prístup založený na údajoch demonštruje nielen podstatné zníženie hmotnosti a veľkosti batérie, ale aj pozoruhodné zvýšenie dojazdu. Tieto pokroky riešia kritické požiadavky spotrebiteľov na efektívnejšie, cenovo dostupnejšie a udržateľnejšie elektrické vozidlá.“

SILO Silicon™ priamo rieši dve z najnaliehavejších prekážok prijatia EV: obavy z ceny a dojazdu. Minimalizáciou veľkosti a hmotnosti batériových jednotiek sa podstatne znížia výrobné náklady, zatiaľ čo zvýšená hustota energie zaisťuje dlhšie jazdné vzdialenosti. Tieto zistenia stavajú SILO Silicon™ ako kľúčovú technológiu pri urýchľovaní zavádzania elektrických vozidiel do hlavného prúdu.

Norris dodal: „Veríme, že SILO Silicon™ nielen spĺňa, ale prekračuje priemyselné štandardy, a poskytuje tak životaschopnú cestu vpred pre výrobcov EV, ktorí sa snažia spotrebiteľom dodávať špičkové produkty“.

Podľa ich vlastnej štúdie, ktorú zatiaľ nie je možné nezávisle overiť, by použitie SILO Silicon malo umožniť redukciu štandardnej 80 kWh batérie z približne 7 000 jednotlivých batériových článkov s hmotnosťou 565 kg na menej ako 2 000 batérií s hmotnosťou iba 150 kg. Nejde len o zníženie hmotnosti na polovicu, ale o zníženie o 73 percent. Okrem toho konfigurácia 300 kg batérie so SILO Silicon poskytuje 160 kWh energie, čím sa zdvojnásobuje štandardný dojazd z 290 míľ (466 kilometrov) na viac ako 580 míľ (932 kilometrov), pričom hmotnosť batérie je stále takmer o 50 percent nižšia ako má pôvodná konfigurácia.

Hlavní hráči na tomto ihrisku

Sú nimi špecializované batériové spoločnosti. Mnohé súzamerané na vývoj batérií, ako napríklad Contemporary Amperex Technology (CATL) alebo Samsung SDI, ktoré investujú do výskumu silikónových anód.

Medzi automobilky, ktoré sa zaujímajú o túto technológiu, patrí Tesla, ako jeden z priekopníkov v oblasti elektromobilov Tesla neustále investuje do vývoja nových technológií batérií. Volkswagen, nemecký koncern má ambiciózne plány v oblasti elektromobility a investuje do výskumu nových typov batérií, vrátane tých so silikónovými anódami. Ďalej je tu Nissan, japonská automobilka, známa modelom Leaf, tiež pracuje na vývoji nových batérií s vyššou kapacitou. A najmä Čína. Mnohé čínske automobilky, ako BYD, NIO alebo Xpeng, sú známe svojou inováciou a investíciami do nových technológií, vrátane silikónových batérií.

Budúcnosť

Presný dátum kedy budú silikónové batérie v EV úplne bežné, sériovo vyrábané je ťažké odhadnúť, pretože vývoj technológií je nepredvídateľný. Odhady sa pohybujú od niekoľkých rokov až po desaťročie. Spočiatku by to mohli byť hybridné riešenia, kde časť anódy bude tvorená silikónom a časť grafitovým materiálom. Záležať bude na rýchlosti riešenia technických výziev a na ekonomických faktoroch.

Pozri článok Na obzore nová generácia batérií

Zdroje

1 Foto tiago-ferreira-FDm4Xxcq2zo-unsplash. In: KOMUNITA FOTOGRAFOV. Unsplash. Online. Dostupné z: https://unsplash.com/photos/a-white-sports-car-parked-on-the-side-of-the-road-FDm4Xxcq2zo

Zdroje a citovanie kurzívou
https://www.electrive.com/2024/12/05/paraclete-energy-to-halve-battery-weight-and-double-range/
https://www.electrive.com/2024/08/19/paraclete-announces-battery-density-breakthrough/
https://www.electrive.com/2024/07/31/new-battery-material-supplier-hits-the-us-market/
https://www.electrive.com/2024/11/27/byd-presents-batteries-for-electric-construction-machinery/
https://www.paracleteenergy.com/2024/12/02/paraclete-energy-unveils-comprehensive-study-on-silo-silicon-pioneering-a-50-weight-reduction-while-doubling-ev-driving-range/

Údaje použité v článku sú verejne dostupné v rámci informácií z médií, pre dohľadanie zadávajte autorom použité kľúčové slová.