Na obzorju nove, zmogljivejše baterije?

Zadnjih sedem let je startup s sedežem v Alamedi v Kaliforniji tiho delal na novem anodnem materialu, ki obljublja znatno povečanje zmogljivosti litij-ionskih baterij.

Sila Nanotechnologies, kot se imenuje, je prejšnji mesec postal partner BMW-ja in sicer s ciljem, da do leta 2023 nove baterije vgradijo v nekaj elektičnih vozil.  Predstavnik BMW-ja je podal izjavo, da od pogodbe pričakujejo 10 do 15 % povečanje količine energije, ki jo lahko zapakirajo v baterijsko celico določene količine. Izvršni direktor Sile pa pravi, da bi materiali sčasoma lahko dosegli kar 40-odstotno izboljšanje.

Takšno izboljšanje bi bilo zelo zaželjeno v električnih avtomobilih, ki bi se jim lahko podaljšal obseg prevoženih kilometrov z enim polnjenjem ali zmanjšali stroški baterij, potrebnih za doseganje standardnih razponov. Pri potrošniških pripomočkih, kot so pametni telefoni, bi nove baterije lahko omogočile daljšo dobo med polnjenji ali pa bi omogočile funkcije naslednje generacije, kot so zmogljivejše kamere in ultra hitro 5G omrežje.

 

Baterije v avtomobilu BMW i3

Raziskovalci že več desetletji skušajo izboljšati zmožnosti litijskih baterij, a ti napredki so ponavadi nekaj odstotkov naenkrat. Kako je torej Sili uspel tako velik korak?

Anoda je negativna elektroda baterije, ki v tem primeru shrani litijeve ione, ko je baterija napolnjena. Inženirji že dolgo verjamejo, da ima silicij velik potencial kot anodni material iz preprostega razloga: lahko veže 25-krat več litijevih ionov kot grafit, ki je glavni material uporabljen v litij-ionskih baterijah danes.

A to ni vse. Ko se silikon prilagaja tolikemu številu litijevih ionov, se njegov obseg razširi in s tem povzroča krušenje materiala med polnjenjem. Vpliva pa tudi na učinkovitost baterije, ki se zmanjša.

Leta 2010 je Yushin sodeloval pri znanstvenem prispevku, ki je opredelil metodo za izdelavo trdnih silicijevih nanodelcev, ki so notranje porozni, da lahko prilagodijo znatne spremembe v obsegu. Sodeloval je z Berdichevsky-jem in z Alex-om Jacobs-om, oba sta nekdanja baterijska inženirja Tesle. Leto po članku so se združili in ustvarili Silo.

Od takrat se trudijo komercializirati ta koncept, zato testirajo tisoče različnih vrst vse bolj sofisticiranih anodnih nanodelcev. Na koncu je Sila izdelala robusten, sferični delec s poroznim jedrom, ki otekline usmerja v notranjo strukturo. Zunanjost baterije med polnjenjem tako ne spremeni oblike in zagotavlja normalno delovanje in življenjsko dobo cikla.

S tem so trenutne najboljše tehnologije izboljšali za približno 20 %. Na trgu takšnih baterij še ne moremo pričakovati takoj, saj ponavadi traja vsaj 5 let, da pridejo čez procese zagotavljanja kakovosti in varnosti avtomobilske industrije – torej ravno okoli leta 2023, ko nameravajo z BMW-jem resno prodreti na trg.

Izboljšanje baterij v avtomobilih bi za nakup morebiti prepričalo tudi ljudi, ki jim zdajšen doseg ni dovolj ali želijo nižjo ceno. Tako bi električni avtomobili trg spremenili še hitreje in ponudniki storitev za polnjenje in proizvodnjo električne energije se bodo morali potruditi, da ne zaostajajo za željami potrošnikov.

Eden izmed načrtovanih električnih avtomobilov pri BMW-ju je BMW iX3.

Komentarji

Sara Mikac

Tehnologija, tehnološki napredki in novosti so stvari, ki so jo zmeraj zanimale. Kot študentka Družboslovne informatike pa je ta zanimanja lahko dopolnila še z znanjem. Želi izvedeti kako narediti svet boljši in je tako zmeraj na tekočem z najnovejšimi tehnologijami in odmevnimi novicami iz sveta računalništva.
Sara Mikac

Sara Mikac

Tehnologija, tehnološki napredki in novosti so stvari, ki so jo zmeraj zanimale. Kot študentka Družboslovne informatike pa je ta zanimanja lahko dopolnila še z znanjem. Želi izvedeti kako narediti svet boljši in je tako zmeraj na tekočem z najnovejšimi tehnologijami in odmevnimi novicami iz sveta računalništva.