[Energetická hustota lithiových baterií může v budoucnu dosáhnout 1,5 až 2násobku současné hustoty, což znamená, že baterie se zmenší.]
[Snížení ceny lithium-iontových baterií se pohybuje maximálně mezi 10 % a 30 %. Je obtížné snížit cenu na polovinu.]
Od chytrých telefonů až po elektromobily, technologie baterií postupně proniká do všech aspektů života. Jakým směrem se tedy budoucí baterie vyvíjet a jaké změny přinesou společnosti? S těmito otázkami na paměti reportér First Financial minulý měsíc provedl rozhovor s Akirou Jošinem, japonským vědcem, který letos získal Nobelovu cenu za chemii za lithium-iontové baterie.
Podle Yoshina budou lithium-iontové baterie i v příštích 10 letech dominovat odvětví baterií. Vývoj nových technologií, jako je umělá inteligence a internet věcí, přinese „nepředstavitelné“ změny v perspektivách použití lithium-iontových baterií.
Nepředstavitelná změna
Když se Jošino dozvěděl o pojmu „přenosná“, uvědomil si, že společnost potřebuje novou baterii. V roce 1983 se v Japonsku zrodila první lithiová baterie na světě. Jošino Akira vyrobil první prototyp dobíjecí lithium-iontové baterie na světě a v budoucnu významně přispěje k vývoji lithium-iontových baterií, které se budou široce používat v chytrých telefonech a elektromobilech.
Minulý měsíc Akira Jošino v exkluzivním rozhovoru pro No. 1 Financial Journalist uvedl, že poté, co se dozvěděl, že získal Nobelovu cenu, „nemá žádné skutečné pocity“. „Pozdější kompletní rozhovory mě velmi zaměstnávaly a nemohl jsem být příliš šťastný,“ řekl Akira Jošino. „Ale jak se blíží den převzetí cen v prosinci, realita cen se stává silnější.“
V uplynulých 30 letech získalo Nobelovu cenu za chemii 27 japonských vědců, ale pouze dva z nich, včetně Akiry Jošina, byli oceněni jako firemní výzkumníci. „V Japonsku obecně získávají ocenění výzkumníci z výzkumných ústavů a univerzit a jen málo firemních výzkumníků z daného odvětví jich získalo,“ řekl Akira Jošino deníku First Financial Journalist. Zdůraznil také očekávání odvětví. Věří, že ve firmě probíhá mnoho výzkumu na úrovni Nobelovy ceny, ale japonský průmysl by měl zlepšit své vedení a efektivitu.
Yoshino Akira se domnívá, že vývoj nových technologií, jako je umělá inteligence a internet věcí, přinese „nepředstavitelné“ změny v perspektivách použití lithium-iontových baterií. Například pokrok v softwaru urychlí proces návrhu baterií a vývoj nových materiálů a může ovlivnit používání baterie, což umožní její používání v co nejlepším prostředí.
Jošino Akira je také velmi znepokojen přínosem svého výzkumu k řešení problémů globální změny klimatu. Deníku First Financial Journalist řekl, že cenu získal ze dvou důvodů. Prvním je příspěvek k rozvoji chytré mobilní společnosti a druhým je poskytnutí důležitého prostředku k ochraně globálního životního prostředí. „Příspěvek k ochraně životního prostředí bude v budoucnu stále zřetelnější. Zároveň je to také skvělá obchodní příležitost,“ řekl Akira Jošino finančnímu reportérovi.
Yoshino Akira během své přednášky na Univerzitě Meijo studentům jako profesor řekl, že vzhledem k vysokým očekáváním veřejnosti ohledně využívání obnovitelných zdrojů energie a baterií jako protiopatření proti globálnímu oteplování přednese vlastní informace, včetně myšlenek k otázkám životního prostředí.
Kdo bude ovládnout bateriový průmysl
Vývoj technologie baterií spustil energetickou revoluci. Od chytrých telefonů až po elektromobily je technologie baterií všudypřítomná a mění každý aspekt života lidí. Zda budou budoucí baterie výkonnější a levnější, ovlivní každého z nás.
V současné době se průmysl zavázal ke zlepšení bezpečnosti baterií a zároveň ke zvýšení jejich energetické hustoty. Zlepšení výkonu baterií také pomáhá řešit změnu klimatu prostřednictvím využívání obnovitelných zdrojů energie.
Podle Yoshina budou lithium-iontové baterie i v příštích 10 letech dominovat odvětví baterií, ale vývoj a nástup nových technologií bude i nadále posilovat ocenění a vyhlídky tohoto odvětví. Yoshino Akira pro First Business News uvedl, že energetická hustota lithiových baterií by v budoucnu mohla dosáhnout 1,5 až 2násobku současné hustoty, což znamená, že baterie se zmenší. „Tím se snižuje materiál a tím i náklady, ale nedojde k významnému snížení nákladů na materiál.“ Řekl: „Snížení nákladů na lithium-iontové baterie je maximálně o 10 % až 30 %. Chtít snížit cenu na polovinu je obtížnější.“
Budou se elektronická zařízení v budoucnu nabíjet rychleji? Akira Jošino v reakci uvedl, že mobilní telefon se nabije za 5–10 minut, čehož bylo dosaženo v laboratoři. Rychlé nabíjení však vyžaduje silné napětí, které ovlivní výdrž baterie. V mnoha reálných situacích lidé nemusí nabíjet nijak zvlášť rychle.
Od raných olověných baterií, přes nikl-metalhydridové baterie, které jsou oporou japonských společností, jako je Toyota, až po lithium-iontové baterie používané společností Tesla Roaster v roce 2008, tradiční kapalné lithium-iontové baterie dominovaly trhu s výkonnými bateriemi po dobu deseti let. V budoucnu bude stále výraznější rozpor mezi hustotou energie a bezpečnostními požadavky na jednu stranu a tradiční technologií lithium-iontových baterií.
V reakci na experimenty a produkty s polovodičovými bateriemi od zahraničních společností Akira Yoshino uvedl: „Myslím, že polovodičové baterie představují směr budoucnosti a stále je zde velký prostor pro zlepšení. Doufám, že brzy uvidím nový pokrok.“
Také uvedl, že polovodičové baterie jsou technologicky podobné lithium-iontovým bateriím. „Díky zdokonalení technologie může rychlost pohybu lithium-iontových baterií konečně dosáhnout přibližně čtyřnásobku současné rychlosti,“ řekl Akira Jošino reportérovi deníku First Business News.
Pevné elektrolyty jsou lithium-iontové baterie, které používají pevné elektrolyty. Protože pevné elektrolyty nahrazují potenciálně výbušný organický elektrolyt v tradičních lithium-iontových bateriích, řeší se tím dva hlavní problémy: vysoká energetická hustota a vysoká bezpečnost. Pevné elektrolyty se používají při stejné energii. Baterie, která nahrazuje elektrolyt, má vyšší energetickou hustotu a zároveň větší výkon a delší dobu používání, což je vývojový trend nové generace lithiových baterií.
Pevné baterie však čelí také výzvám, jako je snižování nákladů, zlepšení bezpečnosti pevných elektrolytů a udržování kontaktu mezi elektrodami a elektrolyty během nabíjení a vybíjení. V současné době mnoho globálních automobilových gigantů investuje značné prostředky do výzkumu a vývoje pevných baterií. Například Toyota vyvíjí pevnou baterii, ale náklady nejsou zveřejněny. Výzkumné instituce předpovídají, že do roku 2030 se očekává, že celosvětová poptávka po pevných bateriích dosáhne 500 GWh.
Profesor Whitingham, který sdílel Nobelovu cenu s Akirou Yoshinem, uvedl, že polovodičové baterie by mohly být prvními, které budou použity v malé elektronice, jako jsou chytré telefony. „Protože stále existují velké problémy s aplikací rozsáhlých systémů,“ řekl profesor Wittingham.
Čas zveřejnění: 16. prosince 2019