Во потрага по супер батерија
Денешните литиум-јонски батерии складираат премногу малку енергија, трошат премногу ресурси и сепак се многу скапи. Истражувачите трескавично бараат алтернативи. Еден научник од Бон верува дека тој веќе ја достигнал целта.
Зависи од Азија
Сепак, зголемувањето на производствените капацитети само за литиум-јонските батерии денес, нема да им помогне на германските производители на автомобили да бидат во тесна точка. Тоа само ќе ја разгори цената војна. Од економска гледна точка, има смисла само гигафабрика, во која сосема нова генерација батерии со високи перформанси се тркалаат од монтажната линија. Секако, сè уште можете малку да ги оптимизирате литиум-јонските батерии. На пример, со електроди кои складираат повеќе литиум. Или со електролити, кои подобро го спроведуваат литиумот. Исто така преку пософистицирани архитектури со максимум материјал за складирање и минимално пакување околу него. Подобрувања на анодата, позитивниот пол на батеријата, исто така може да помогнат. Но, сето ова е само унапредување на технологијата во мали чекори.
На патот до батеријата во цврста состојба
Друга точка на напад: електролит - течност во која јони на литиум пливаат од една до друга електрода. „Досега, производителите користеа органски течности“, вели Франциска Клајн, хемичар од Хелмхолц институтот Улм (ХИУ), друга тешка категорија во германското истражување на батерии. „Но, тие лесно горат“. Затоа, научниците сакаат да ги заменат течностите со помалку чувствителни материи - како што се цврсти електролити направени од керамика во прав. Но, исцрпувачки е јони да змијат низ цврстиот материјал.
64-годишниот Гинтер Хамбицер тргнува по друг пат - пронаоѓачот од Бон и вонреден професор по физичка хемија на Универзитетот во Витен/Хердеке се потпира на неоргански електролит што го развил во текот на 30 години основно истражување (вклучително и за систем на батерии од САД за воени апликации) или подобро кажано: демаскирани. Фиксниот јонски спроводник, за кој неодамна поднесе барање за патент, не е запалив и длабок, не пропушта празнење, тој не старее и затоа може да биде основа за батерија која трае практично засекогаш, работи без кобалт и други критични супстанции и, згора на тоа, е ефтина за производство. Заедно со Центарот за технологија на горивни ќелии (ZBT) во Дуизбург и со поддршка на Steag и IBM, меѓу другите, High Performance Battery Technology (HPBT) GmbH, основана од Хамбицер и двајца партнери, планира да ги произведе своите први прототипови во Рајнска област во следните 18 месеци произведуваат нови батерии со цврста состојба, кои потоа ќе се користат како тампон за складирање за демонстрациски цели во проект за самостојна употреба во Австрија.
30 000 циклуси на полнење
Во интервју за ЕДИСОН, Себастијан Хајнц го опишува откритието на Хамбицер, врз кое се заснова новата технологија за складирање, како „удар на генијалноста“. Поранешниот менаџер за телекомуникации е одговорен за корпоративната стратегија и маркетингот на пронајдокот во HPTB - самиот Хамбицер е премногу техничар и згора на тоа, имаше горчливи искуства со институционални инвеститори во изминатите десет години, што прво доведе до спор, а потоа резултираше во банкрот. Затоа, научникот претпочита денес да се концентрира на лабораториска работа.
Таму тој за прв пат успеа во 2010 година во производство на ќелии на батерии кои „ја надминаа врската помеѓу зголемувањето на внатрешниот отпор и намалувањето на капацитетот“, што значи дека тие не стареат на добар германски јазик и исто така имаа целосен капацитет на складирање за над 30 000 циклуси на полнење и празнење. „Денешните литиум-јонски ќелии со органски електролити обично го достигнуваат крајот на својот живот по 3000 циклуси на полнење“, Хамбицер ја нагласува разликата во едно интервју. Стабилно намалувањето на перформансите се должи на фактот дека за време на електрохемиските процеси во ќелијата со значително формирање на сол, се создава супстанца што се прицврстува на електродите и со тоа се зголемува внатрешниот отпор. Електричната спроводливост на јонските спроводници паѓа над ова. На крајот, клетката пропаѓа.
Според неговите зборови, Хамбицер успеал да го дешифрира процесот на стареење, но и да ја идентификува и изолира супстанцијата што се создава за време на процесот на стареење на оригиналниот електролит. Во понатамошните експерименти, тој открил дека оваа супстанца е многу добар фиксен јонски спроводник, кој, кога се воведува директно во клетката, спречува формирање сол и со тоа стареење. Хамбицер: „Тоа беше пробивот“. И убаво во врска со тоа: „Рецептот е едноставен. И сите состојки за коктелот можете да ги набавите во аптека “, вели воодушевениот партнер Томас Луцерат, кој порано развиваше електромотори за VW e-Golf и Renault Twizy, меѓу другите. Ниту ретки земји, ниту злато или кобалт се потребни за новиот тип на батерија. Детали? Сè уште се деловна тајна.
Големи системи за складирање на енергетската транзиција
Сепак, пред сериското производство има уште малку работа пред тимот на Бон. Хамбицер проценува дека првиот примерок од новиот тип на ќелија со капацитет од 1,4 ампер часови може да биде готов на почетокот на летото ако сè оди според планот. Но, заедно со индустриските партнери, тие исто така сакаат да го усовршат индустриското производство на батеријата и дополнително да го зголемат капацитетот за складирање на ќелијата за да можат да претстават прединдустриски прототип со капацитет од 50 ампери-часови за 18 месеци. За таа цел, Федералното Министерство за економија во моментов се обидува да добие средства од истражувачката програма „Иновации за енергетската транзиција“, пренесува Хајнц.
Бидејќи батеријата со цврста состојба нуди можност за складирање на зелената електрична енергија што се создава со помош на ветерници и фотоволтаични ќелии кога електричната мрежа е моментално зафатена поради прекумерно снабдување. Тампон и домашно складирање се првите полиња за примена на Хамбицер, тој веќе има предвид големи резервоари за складирање во форма на контејнер, пакет од 14.000 ќелии на батерии со капацитет за складирање од 2 мегават часови: електрохемиско складирање на батерии со висока економска ефикасност и подобрена еколошка рамнотежа “.
Авто-индустријата треба да почека
И што добива од тоа автомобилската индустрија? Како прво, ништо. Хамбицер гледа цврсти клетки за мобилна употреба само за околу три години. „Електромобилноста во моментов е многу емотивна тема - но потребата за складирање со високи перформанси и потребата во индустријата поради енергетската транзиција во моментов се многу поголеми.“ Но, ако производител или снабдувач на автомобили не сака да чека толку долго - компанијата со седиште во Бон исто така ќе биде отворена за производство на лиценци.