[La densitat energètica de les bateries de liti en el futur podria arribar a 1,5 o 2 vegades l'actual, cosa que significa que les bateries es tornaran més petites.]
[El rang de reducció del cost de les bateries de liti-ió és com a màxim entre el 10% i el 30%. És difícil reduir el preu a la meitat.]
Des dels telèfons intel·ligents fins als cotxes elèctrics, la tecnologia de les bateries s'està infiltrant gradualment en tots els aspectes de la vida. Aleshores, quina direcció es desenvoluparà la bateria del futur i quins canvis aportarà a la societat? Amb aquestes preguntes en ment, el periodista de First Financial va entrevistar el mes passat Akira Yoshino, un científic japonès que va guanyar el Premi Nobel de Química per les bateries de ions de liti aquest any.
En opinió de Yoshino, les bateries de liti-ió continuaran dominant la indústria de les bateries en els propers 10 anys. El desenvolupament de noves tecnologies com la intel·ligència artificial i la Internet de les coses comportarà canvis "impensables" a les perspectives d'aplicació de les bateries de liti-ió.
Canvi inimaginable
Quan Yoshino va prendre consciència del terme "portàtil", es va adonar que la societat necessitava una bateria nova. El 1983, va néixer al Japó la primera bateria de liti del món. Yoshino Akira va produir el primer prototip mundial d'una bateria recarregable de ions de liti i farà una contribució destacada al desenvolupament de bateries de ions de liti àmpliament utilitzades en telèfons intel·ligents i vehicles elèctrics en el futur.
El mes passat, Akira Yoshino va dir en una entrevista exclusiva amb el número 1 de la revista financera que, després de saber que havia guanyat el Premi Nobel, "no té sentiments reals". "Les entrevistes completes posteriors em van deixar molt ocupat i no podria estar més content", va dir Akira Yoshino. "Però a mesura que s'acosta el dia de rebre els premis al desembre, la realitat dels premis s'ha fet més forta".
En els darrers 30 anys, 27 acadèmics japonesos o japonesos han guanyat el Premi Nobel de Química, però només dos d'ells, inclòs Akira Yoshino, han rebut premis com a investigadors corporatius. "Al Japó, els investigadors d'instituts de recerca i universitats generalment reben premis, i pocs investigadors corporatius de la indústria han guanyat premis", va dir Akira Yoshino al First Financial Journalist. També va emfatitzar les expectatives de la indústria. Creu que hi ha molta recerca de nivell Nobel dins de l'empresa, però la indústria japonesa hauria de millorar el seu lideratge i eficiència.
Yoshino Akira creu que el desenvolupament de noves tecnologies com la intel·ligència artificial i la Internet de les coses portarà canvis "impensables" a les perspectives d'aplicació de les bateries de ions de liti. Per exemple, l'avanç del programari accelerarà el procés de disseny de bateries i el desenvolupament de nous materials, i pot afectar l'ús de la bateria, permetent que la bateria s'utilitzi en el millor entorn.
Yoshino Akira també està molt preocupat per la contribució de la seva recerca a la resolució dels problemes del canvi climàtic global. Va dir al First Financial Journalist que havia estat guardonat per dos motius. El primer és contribuir al desenvolupament d'una societat mòbil intel·ligent; el segon és proporcionar un mitjà important per protegir el medi ambient global. "La contribució a la protecció del medi ambient serà cada cop més evident en el futur. Al mateix temps, aquesta també és una gran oportunitat de negoci", va dir Akira Yoshino a un periodista financer.
Yoshino Akira va dir als estudiants durant una conferència a la Universitat Meijo com a professor que, ateses les altes expectatives del públic sobre l'ús d'energies renovables i bateries com a contramesura per a l'escalfament global, oferirà la seva pròpia informació, incloent-hi reflexions sobre qüestions mediambientals.
Qui dominarà la indústria de les bateries
El desenvolupament de la tecnologia de les bateries va desencadenar una revolució energètica. Des dels telèfons intel·ligents fins als cotxes elèctrics, la tecnologia de les bateries és omnipresent i canvia tots els aspectes de la vida de les persones. Si la bateria del futur serà més potent i de menor cost ens afectarà a tots.
Actualment, la indústria està compromesa amb la millora de la seguretat de la bateria alhora que augmenta la densitat energètica de la bateria. La millora del rendiment de la bateria també ajuda a abordar el canvi climàtic mitjançant l'ús d'energies renovables.
En opinió de Yoshino, les bateries de liti-ió continuaran dominant la indústria de les bateries en els propers 10 anys, però el desenvolupament i l'auge de noves tecnologies també continuaran enfortint la valoració i les perspectives de la indústria. Yoshino Akira va dir a First Business News que la densitat d'energia de les bateries de liti en el futur podria arribar a 1,5 o 2 vegades l'actual, cosa que significa que la bateria es farà més petita. "Això redueix el material i, per tant, redueix el cost, però no hi haurà una disminució significativa del cost del material". Va dir: "La reducció del cost de les bateries de liti-ió és com a màxim entre el 10% i el 30%. Voler reduir el preu a la meitat és més difícil".
Es carregaran els dispositius electrònics més ràpid en el futur? En resposta, Akira Yoshino va dir que un telèfon mòbil es carrega en 5-10 minuts, cosa que s'ha aconseguit al laboratori. Però la càrrega ràpida requereix un voltatge fort, cosa que afectarà la durada de la bateria. En moltes situacions reals, la gent pot no necessitar carregar-la particularment ràpid.
Des de les primeres bateries de plom-àcid, passant per les bateries de níquel-hidrur metàl·lic que són els pilars d'empreses japoneses com Toyota, i les bateries de ions de liti utilitzades per Tesla Roaster el 2008, les bateries tradicionals de ions de liti líquids han dominat el mercat de les bateries d'energia durant deu anys. En el futur, la contradicció entre la densitat d'energia i els requisits de seguretat i la tecnologia tradicional de les bateries de ions de liti serà cada cop més destacada.
En resposta als experiments i productes de bateries d'estat sòlid d'empreses estrangeres, Akira Yoshino va dir: "Crec que les bateries d'estat sòlid representen una direcció futura i encara hi ha molt marge de millora. Espero veure nous progressos aviat".
També va dir que les bateries d'estat sòlid tenen una tecnologia similar a les bateries d'ions de liti. "Gràcies a la millora de la tecnologia, la velocitat de natació dels ions de liti pot finalment arribar a unes 4 vegades la velocitat actual", va dir Akira Yoshino a un periodista de First Business News.
Les bateries d'estat sòlid són bateries d'ions de liti que utilitzen electròlits d'estat sòlid. Com que els electròlits d'estat sòlid substitueixen l'electròlit orgànic potencialment explosiu de les bateries d'ions de liti tradicionals, això resol els dos problemes principals d'alta densitat d'energia i alt rendiment de seguretat. Els electròlits d'estat sòlid s'utilitzen a la mateixa energia. La bateria que substitueix l'electròlit té una densitat d'energia més alta, alhora que té una major potència i un temps d'ús més llarg, que és la tendència de desenvolupament de la propera generació de bateries de liti.
Però les bateries d'estat sòlid també s'enfronten a reptes com ara la reducció de costos, la millora de la seguretat dels electròlits sòlids i el manteniment del contacte entre els elèctrodes i els electròlits durant la càrrega i la descàrrega. Actualment, moltes companyies automobilístiques gegants globals estan invertint molt en R+D per a bateries d'estat sòlid. Per exemple, Toyota està desenvolupant una bateria d'estat sòlid, però el cost no es revela. Les institucions de recerca prediuen que, el 2030, la demanda mundial de bateries d'estat sòlid s'acostarà als 500 GWh.
El professor Whitingham, que va compartir el Premi Nobel amb Akira Yoshino, va dir que les bateries d'estat sòlid podrien ser les primeres a utilitzar-se en electrònica petita com ara els telèfons intel·ligents. «Perquè encara hi ha grans problemes en l'aplicació de sistemes a gran escala», va dir el professor Wittingham.
Data de publicació: 16 de desembre de 2019