Батериите след 2030-та – химично неутрални

Когато през декември 2010 г. Nissan LEAF излезе на пазара в САЩ, електромобилите бяха като песъчинка сол, готова да се претопи бързо в пълната с кана вода на ДВГ автомобилите. 10 години по-късно песъчинката е вече като розов кристал хималайска сол. Как ли ще изглежда след още 10 години?

За тези първи интензивни 10 години в съвременната история на електромобилите технологичното развитие ни отведе където в първите 5 от тях дори не предполагахме. Едно малко калифорнийско електромобилче се сдоби с по-голям брат, нахъсан да издържи на мулти-враждебна среда, способна да изцеди и последната искрица енергия от иначе хиляди малки и изпълнени с вибриращи тласъци бойци.

Tesla Model S излезе на пътя свистящо, легнал върху армия от лаптоп батерии, изправен срещу планини от предразсъдъци, но не и от долари.

Планините обикновено са си там, където са си, но тези двете започнаха да си сменят местата. Първата се снижи и загуби едно “пред”, сякаш готова да продължи да се топи докато стане една малка песъчинка сол.

През 2020-та електромобилите са много по-технологично развити и батериите им далеч по-способни, но работата по това да ги правим все по-солидни продължава с целенасочени усилия.

Едно от тях се нарича “The European large-scale research initiative Battery 2030+” и целта му е да бъдат разработени зелените батерии на бъдещето.

Центърът за разработки и развитие на Института Фраунхофер координира тази новаторска инициатива, чиято ключова цел е да бъде постигнат възможно най-нисък CO2 отпечатък за батериите. Ето ключовите мерки на Battery 2030+ проекта:

• Устойчиво деградиращи материали;
• По-висока ефективност на източниците и по-интелигентни функции;
• По-природосъобразни и скалируеми производствени процеси за достъпни батерийни технологии; и
• По-ефикасно рециклиране и методи за повторно производство.

Центърът за разработки и развитие на Института Фраунхофер вече предоставя свои материали и разработени производствени процеси в повече от дузина европейски съвместни проекти свързани с разработки на батерии, сред които разработки за батерии с твърди електролити, както и ефикасни процеси и методи за рециклиране.

Самият проект е стартиран от European Battery Alliance и в основната група на проекта участват 17 организации от девет европейски държави, финансирани по програма Хоризонт 2020 и други програми.

В пътната карта на проекта се набляга на химично неутрален подход в комбинация с други технологични постижения като част от три основни развойни посоки:

• Ускорено създаване на интерфейси и материали;
• Интеграция на интелигентни функции; и
• Производство и рециклируемост в междусекторни области.

Любопитно е да навлезем малко по-дълбоко във всяко от тези направления. Ето някои конкретни планирани действия: Създаване на Materials Acceleration Platform (MAP) за проучвания за нови материали за батерии с високопроизводителен синтез и характеристики, както и материални изчисления, автоматизиран анализ на данни и разработка на Batteries Interface Genome (BIG), който поставя нови основи за разбиране на процесите управляващи функционирането на всяка батерия.

И може би най-ключовото – сред (до)разработването на интелигентни функции в проекта се залага на прихващане и контролиране на химическите и електромеханични реакции директно вътре в батерийните клетки и способността на клетките да се самовъзстановяват.

2030+ в Европа не звучи ли малко късно предвид прогреса на азиатците? Ето, LG Chem наскоро дори увеличи значително капацитета на завода си не в Корея или Китай, а в Полша. Има още примери по въпроса, но сегашното технологично ниво на батериите е стабилно и въпреки че Европа определено закъсня и изостава с разработките, а с производството съвсем, точно това стабилно технологично ниво ни позволява задълбочено да разработим нови батерийни технологии, без, разбира се, в процес да се отпуснем върху стабилно вложените дълбоко в шаситата на електромобилите и надеждни сега батерии.

И както се вижда от картинката горе – всичкото това далеч не важи само за електромобилните батерии.