5 perc alatt feltölthető akkumulátort fejlesztettek ki, ami hatalmas lépés az olcsó és megbízható elektromos autók felé

Öt perc alatt teljesen feltölthető akkumulátorokat állítottak elő első alkalommal egy gyárban, ami jelentős lépést jelent az elektromos autó...

Öt perc alatt teljesen feltölthető akkumulátorokat állítottak elő első alkalommal egy gyárban, ami jelentős lépést jelent az elektromos autók olyan gyors feltöltése felé, mint amilyen a benzin vagy dízel járművek feltöltése.

Az elektromos járművek létfontosságú részét képezik az éghajlati válság kezelésének, de a járművezetők számára aggodalomra ad okot, ha menet közben lemerül a töltés. Az új lítium-ion akkumulátorokat az izraeli StoreDot cég fejlesztette ki, és az Eve Energy Kínában gyártotta szabványos gyártósorokon.

A StoreDot már bemutatta a telefonokban, drónokban és robogókban alkalmazott "rendkívül gyorsan feltöltődő" akkumulátorát, és most 1000 darabot gyártottak le az új technológiájú akkumulátorból, amit prezentáltak az autógyártóknak és más vállalatoknak. A Daimler, a BP, a Samsung és a TDK eddig mintegy 130 millió dollárt fektetett be a StoreDot-ba.

Az akkumulátorok öt perc alatt teljesen feltölthetők, de ehhez sokkal nagyobb teljesítményű töltőkre lenne szükség, mint manapság. A rendelkezésre álló töltési infrastruktúra felhasználásával a StoreDot célja, hogy 2025-re öt perc alatt 160 kilométerhez elegendő töltést juttasson el egy autó akkumulátorába.

"Az elektromos járművek bevezetésének első számú akadálya már nem a költség, hanem a távolsági szorongás," - mondta Doron Myersdorf, a StoreDot vezérigazgatója. "Vagy attól félnek, hogy elakadnak az autópályán, vagy két órán át le kell ülniük egy töltőállomáson. De ha a sofőr tapasztalata pontosan ugyanaz, mint a benzines autó tankolása esetében, akkor ez az egész szorongás megszűnik."

"Az ötperces töltésű lítium-ion akkumulátort eddig lehetetlennek tartották," - mondta. "De nem laboratóriumi prototípust adunk ki, hanem sorozatgyártó gépsoron készült mintákat mutatunk be. Ez azt bizonyítja, hogy kivitelezhető és kereskedelmileg elkészült."

A meglévő Li-ion akkumulátorok grafitot használnak az egyik elektródaként, amelybe bekerülnek a lítiumionok a töltés tárolására. De amikor ezeket gyorsan feltöltik, az ionok feltorlódnak, fémmé alakulhatnak és rövidzárlatot okozhatnak az akkumulátorban.

A StoreDot akkumulátor a grafitot félvezető nanorészecskékkel helyettesíti, amelyekben az ionok gyorsabban és könnyebben átjuthatnak. Ezek a nanorészecskék jelenleg germániumon alapulnak, amely vízoldékony és könnyebben kezelhető a gyártásban. De a StoreDot terve a szilícium felhasználása, amely sokkal olcsóbb, és ezekre a prototípusokra még ebben az évben számítani lehet. Myersdorf szerint a költségek megegyeznek a meglévő Li-ion akkumulátorokéval.

"Az extra gyors töltés szűk keresztmetszete már nem az akkumulátor," - mondta. Mostanra korszerűsíteni kell az őket ellátó töltőállomásokat és hálózatokat, mondta, ezért dolgoznak együtt a BP-vel. "A BP-nek 18200 töltőállomása van, és megértik, hogy tíz év múlva ezek az állomások elavultak lesznek, ha nem alakítják át őket újratöltésre - az akkumulátorok jelentik az új olajat."

Világszerte több tucat vállalat fejleszt gyorsan tölthető akkumulátorokat, a Tesla, az Enevate és a Sila Nanotechnologies egyaránt szilícium-elektródákon dolgozik. Mások különböző vegyületeket vizsgálnak, például az Echion, amely nióbium-oxid nanorészecskéket használ.

A Tesla főnöke, Elon Musk hétfőn tweetelt: "Az akkumulátorcellák gyártása az alapvető sebességkorlátozó, amely lelassítja a fenntartható energia jövőjét. Nagyon fontos probléma."

"Úgy gondolom, hogy az ilyen gyorsan feltölthető akkumulátorok három éven belül elérhetők lesznek a tömegpiacon," - mondta Chao-Yang Wang professzor, az amerikai Pennsylvaniai Állami Egyetem akkumulátor- és energiatároló technológiai központjának munkatársa.

"Nem lesznek drágábbak; valójában lehetővé teszik az autógyártók számára a fedélzeti akkumulátor méretének csökkentését, miközben megszüntetik a hatótávolsági szorongást, ezáltal drámai módon csökkentik a jármű akkumulátorának költségeit."

Wang csoportjának kutatásait az általa alapított EC Power vállalat fejleszti. Óvatosan 60 Celsius fokra emelik az akkumulátor hőmérsékletét, ami lehetővé teszi a lítiumionok gyorsabb mozgását, de elkerülik az akkumulátor általában hő okozta károsodását. Szerinte ez 10 perc alatt teljes feltöltést tesz lehetővé.

Wang szerint a Nature Energy folyóiratban megjelent új kutatása alapján ez az akkumulátor megfizethető lehet, és megszüntetheti a hatótávolsági szorongást. "Végül elérjük a paritást a benzinüzemű járműveknél mind költség, mind kényelem szempontjából. Rendelkezünk a 25000 dolláros elektromos autókhoz szükséges technológiával, amelyek versenyre kelhetnek a luxus sportautókkal, 10 perces újratölthetőséggel és biztonságosabbak, mint a piacon jelenleg kaphatóak." (1)

Wang megjegyezte, hogy a gyors töltésnek legalább 500-szor megismételhetőnek kell lennie, anélkül, hogy az akkumulátor romlana, hogy ésszerű élettartamot nyújtson neki, és hogy az EC akkumulátor 2500-szor képes erre. Myersdorf szerint a StoreDot akkumulátor 1000 ciklusig tölthető fel, miközben megtartja az eredeti kapacitásának 80%-át.

Anna Tomaszewska, a brit Imperial College mérnöke, aki 2019-ben áttekintette a gyorsan tölthető akkumulátorokat, óvatosabb volt a bevezetés gyorsaságával kapcsolatban. "Úgy gondolom, hogy a technológiák (például a StoreDoté) körülbelül az elkövetkező öt évben kerülhetnek piacra. Mivel azonban nehezebb és drágább lesz gyártani őket, valószínűleg csak olyan piaci résben fogjuk látni őket, amelyek nagymértékben teljesítmény-vezéreltek és nem olyan árérzékenyek, mint az elektromos járművek," - mondta.

(1) - https://www.nature.com/articles/s41560
(2) - https://www.theguardian.com/environm