Ένα βήμα πιο κοντά στις μπαταρίες στερεού τύπου -Αντεξαν για έναν χρόνο στους 85°C
Ένα πιλοτικό έργο στην Κίνα απέδειξε ότι οι μπαταρίες στερεού ηλεκτρολύτη μπορούν να λειτουργούν επί έναν ολόκληρο χρόνο σε ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας.
Οι μπαταρίες στερεού ηλεκτρολύτη (solid-state) θεωρούνται εδώ και χρόνια το επερχόμενο τεράστιο άλμα της ηλεκτροκίνησης, καθώς υπόσχονται μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα, ταχύτερη φόρτιση, υψηλότερη ασφάλεια και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σχέση με τις σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Παρότι η εμπορική τους αξιοποίηση στα αυτοκίνητα παραμένει αρκετά χρόνια μακριά, ένα νέο πιλοτικό πρόγραμμα στην Κίνα έρχεται να αποδείξει ότι η τεχνολογία εξελίσσεται με σταθερά βήματα.
BUY NOW
Το έργο υλοποιήθηκε από τη Beijing Energy Group, η οποία εγκατέστησε ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες στερεού ηλεκτρολύτη σε υπόγειο δίκτυο θέρμανσης στο Πεκίνο. Η εγκατάσταση χρησιμοποιήθηκε σε τμήμα μήκους 1,1 χιλιομέτρου του δικτύου τηλεθέρμανσης στη συνοικία Shijingshan.
Για διάστημα 12 μηνών, οι μπαταρίες λειτούργησαν χωρίς προβλήματα σε θερμοκρασίες που έφταναν έως και τους 85 βαθμούς Κελσίου, ενώ παράλληλα αντιμετώπισαν επίπεδα υγρασίας έως και 95% - συνθήκες που θεωρούνται ιδιαίτερα απαιτητικές για οποιοδήποτε σύστημα αποθήκευσης ενέργειας.
Στόχος της δοκιμής ήταν να αξιολογηθεί η αξιοπιστία της τεχνολογίας σε πραγματικές βιομηχανικές εφαρμογές. Παρότι τα αποτελέσματα κρίνονται ιδιαίτερα θετικά, οι ειδικοί επισημαίνουν ότι οι απαιτήσεις μιας σταθερής ενεργειακής εγκατάστασης διαφέρουν σημαντικά από εκείνες ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
Σε ένα όχημα, η μπαταρία πρέπει να συνδυάζει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, μικρό βάρος, γρήγορη φόρτιση, μεγάλη διάρκεια ζωής, υψηλή αντοχή σε κραδασμούς και συγκρούσεις και χαμηλό κόστος παραγωγής. Αντίθετα, σε μια σταθερή εγκατάσταση αποθήκευσης ενέργειας, το βάρος και οι διαστάσεις παίζουν σαφώς μικρότερο ρόλο.
Παρά την επιτυχημένη ολοκλήρωση του προγράμματος, η Beijing Energy Group δεν δημοσιοποίησε ορισμένα από τα σημαντικότερα τεχνικά χαρακτηριστικά του συστήματος. Μεταξύ άλλων, δεν ανακοινώθηκαν η χημική σύσταση των κυψελών, η συνολική χωρητικότητα της μπαταρίας, ο βαθμός υποβάθμισης (degradation) μετά από έναν χρόνο λειτουργίας και η ενεργειακή πυκνότητα του συστήματος.
Πρόκειται για δεδομένα που θεωρούνται καθοριστικά προκειμένου να αξιολογηθεί κατά πόσο η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μελλοντικά σε αυτοκίνητα παραγωγής.
Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες στερεού τύπου; Αντικαθιστούν τον υγρό ηλεκτρολύτη των σημερινών μπαταριών με στερεό υλικό. Η αλλαγή αυτή προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα όπως μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα (που μπορεί να ξεπεράσει τα 350 Wh/kg), μικρότερο κίνδυνο υπερθέρμανσης ή ανάφλεξης, μεγαλύτερη αυτονομία, δυνατότητα ταχύτερης φόρτισης και υψηλότερη ανθεκτικότητα σε ακραίες θερμοκρασίες.
Ακριβώς γι' αυτό σχεδόν όλοι οι μεγάλοι κατασκευαστές αυτοκινήτων επενδύουν στην εξέλιξή τους. Παρά τις μεγάλες αυτές επνδύσεις, όμως, η τεχνολογία εξακολουθεί να αντιμετωπίζει σοβαρές προκλήσεις. Η κατασκευή στερεών ηλεκτρολυτών απαιτεί εξαιρετικά ακριβείς διαδικασίες παραγωγής και περιβάλλοντα με απόλυτα ελεγχόμενες συνθήκες, γεγονός που αυξάνει σημαντικά το κόστος.
Παράλληλα, τα ποσοστά επιτυχούς παραγωγής κυψελών χωρίς ελαττώματα παραμένουν σχετικά χαμηλά, καθιστώντας προς το παρόν ασύμφορη τη μαζική παραγωγή για εκατοντάδες χιλιάδες ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Επιπλέον, οι κατασκευαστές εξακολουθούν να αξιολογούν τη διάρκεια ζωής των μπαταριών, τον αριθμό κύκλων φόρτισης που μπορούν να αντέξουν και τη συμπεριφορά τους σε πραγματικές συνθήκες χρήσης.
Κατά συνέπεια, για την επόμενη πενταετία η αγορά των ηλεκτρικών αυτοκινήτων θα συνεχίσει να βασίζεται κυρίως στις γνωστές μπαταρίες LFP και NMC, ενώ σταδιακά κάνουν την εμφάνισή τους οι πρώτες ημι-στερεές (semi-solid-state) μπαταρίες, οι οποίες αποτελούν το ενδιάμεσο βήμα πριν από την πλήρη μετάβαση στη νέα τεχνολογία.
