Utrka u razvoju „solid-state“ baterija

Europska unija je kao krajnji rok označila 2035: te godine bi europski proizvođači trebali prestati sa sklapanjem vozila u kojima se nalazi motor s unutarnjim sagorijevanjem. Svi veći proizvođači stoga se fokusiraju na razvoj baterija, kako bi uopće mogli poštovati taj deadline EU-a.

Mercedes, BMW ili Volkswagen, svi oni odreda u ovom trenutku još uvijek kao standard koriste litij-jonske baterije. No, istovremeno ulažu mnogi novca u istraživanje i razvoj takozvanih „solid-state" baterija.

Automobilska industrija dakle odustajanjem od motora s unutarnjim sagorijevanjem pokušava reducirati emisiju CO2, i u tom kontekstu bateriju smatraju prikladnim izvorom energije koji bi trebalo nadomjestiti fosilne izvore, odnosno benzin. Razvoj novih modela električnih vozila tako je rezultirao porastom potražnje za auto-baterijama sa sve većim kilometarskim dosegom vozila.

Baterije s čvrstim elektrolitima mogle bi biti napredak u odnosu na postojeće baterije, osim činjenice da se u njima nalazi veća količina energije, za punjenje nove generacije baterija treba – manje vremena. Nove baterije bi se mogle pokazati lakšima i sigurnijima u odnosu na današnji standard.

"Najveća inovacija 21. stoljeća”

Baterije su se, od njihovog izuma u 19. stoljeću, kontinuirano razvijale, od baterija za jednokratnu upotrebu do punjivih koje se koristi i u e-automobilima. Profesor Ferdinand Dudenhöffer, director Centra za automobilska istraživanja u Duisburgu, za DW kaže: “Mislim da je baterija najveća inovacija 21. stoljeća, taj izum totalno mijenja naš svijet.”

Litij-jonske baterije počivaju na tekućim elektrolitima – a oni imaju ulogu transporta iona i provođenja struje između pozitivne i negativne elektrode. Kod solid-state baterija znanstvenici su tekuće elektrolite uspjeli zamijeniti čvrstima, zahvaljujući čemu više nisu potrebni takozvani separatori, čija je uloga kod aktualnih baterija da spriječe izravan kontakt pozitivne i negativne elektrode. 

Sama činjenica da više nema zapaljivog tekućeg elektrolita smanjuje rizik od izbijanja požara, te doprinosi tome da je nova generacija baterija sigurnija u usporedbi s onima koje koriste tekuće elektrolite.

Testovi u laboratorijima u Japanu i Europi su pokazali koliko potencijala leži u tim novim baterijama. Toyota je nedavno potvrdila uspješne testove sa solid-state baterijama. Početkom srpnja, japanski automobilski div je objavio kako je naime pojednostavnio proces proizvodnje materijala koji su potrebni za produkciju novih baterija. Toyota, drugi najveći svjetski proizvođač automobile, najavio je da do 2025. želi početi proizvoditi vozila u kojima će biti baterije s čvrstim elektrolitima.

Koliko je solid-state tehnologija važna, potvrđuje i činjenica da je Volkswagen u međuvremenu postao najveći dioničar QuantamScape, kompanije koja proizvodi solid-state baterije, firma koja je utemeljena 2010. Mercedes-Benz planira da do 2030. kompletno pređe na električni pogon. Njemačka firma je osim toga sklopila partnerske ugovora s kompanijama poput Prologiuma, tajvanskog poduzeća koje se bavi razvojem i proizvodnjom solid-state baterija.

No, uz brojne prednosti, te baterije imaju ipak kraći vijek trajanja. Na baterijama je moguća pojava pukotina koje se s vremenom mogu povećavati, kaže Lorenz Olbrich, doktorand na Sveučilištu Oxford, gdje se bavi proučavanjem materijala. Upravo zbog tih napuklina njihov vijek trajanja je kraći, kaže Olbrich za DW.

Skaliranje upitno

Iako se polazi od toga da su solid-state baterije lakše, većeg kapaciteta, sigurnije i imaju kraće vrijeme punjenja, stručnjaci su svejedno skeptični po pitanju troškova masovne proizvodnje, odnosno koliko će sve to na koncu koštati mušterije? 

Istraživač na Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research, Tim Wicke, kaže da za početak potražnja za tim novim baterijama biti ograničena praktički na male tržišne niše. “Baterije s čvrstim elektrolitima će biti znatno skuplje kad ih se počne industrijski proizvoditi, zato što će volume proizvodnje biti puno manji”, kazao je on za DW.

Europska unija je proizvodnju baterija proglasila važni projektom, i to od zajedničkog europskog interesa. A to u praksi znači da vlade zemalja članica mogu subvencionirati automobilske proizvođače po pitanju produkcije baterija. EU je nekolicini proizvođača u više zemalja Unije odobrio novčane potpore. Vlade članica EU-a su osim toga pružile potporu automobilskim kompanijama, koje opet financiraju manje tvrtke i start-upove koji rade na razvoju novih tehnologija popit solid-state baterija.

Kineska prednost kao prijetnja Zapadu

Kineski stručnjaci s University of science and technology of China već su najavili razvoj solid-state baterije koju bi se moglo proizvoditi po jeftinijoj cijeni. Ta najava bi pak mogla “zakočiti” napore koje Zapad poduzima s ciljem smanjenja ovisnosti o Kini po pitanju baterija za e-vozila.

Kineske tvrtke naime kontroliraju 70% svjetske proizvodnje baterija, a kineska poduzeća poput BYD-a, CATL-a i Triteka opskrbljuju zapadne automobilske kompanije svojim baterijama. Kina osim toga raspolaže ogromnim zalihama prirodnih resursa poput litija, kobalta ili mangana, koji su potrebni u proizvodnji baterija. Mnoge europske ali i američke kompanije doslovno ovise o isporukama iz Kine.

Pratite nas i na Facebooku, preko Twittera, na Youtubeu, kao i na Instagramu