[Η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου στο μέλλον μπορεί να φτάσει 1,5 έως 2 φορές το ρεύμα, πράγμα που σημαίνει ότι οι μπαταρίες θα γίνουν μικρότερες.]
[Το εύρος μείωσης του κόστους των μπαταριών ιόντων λιθίου κυμαίνεται το πολύ μεταξύ 10% και 30%. Είναι δύσκολο να μειωθεί η τιμή στο μισό.]
Από τα smartphones μέχρι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η τεχνολογία των μπαταριών διεισδύει σταδιακά σε κάθε πτυχή της ζωής. Λοιπόν, προς ποια κατεύθυνση θα εξελιχθεί η μπαταρία του μέλλοντος και ποιες αλλαγές θα φέρει στην κοινωνία; Έχοντας αυτά τα ερωτήματα κατά νου, ο δημοσιογράφος του First Financial πήρε συνέντευξη τον περασμένο μήνα από τον Akira Yoshino, έναν Ιάπωνα επιστήμονα που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Χημείας για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου φέτος.
Κατά την άποψη του Yoshino, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θα εξακολουθούν να κυριαρχούν στη βιομηχανία μπαταριών τα επόμενα 10 χρόνια. Η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών όπως η τεχνητή νοημοσύνη και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων θα φέρει «αδιανόητες» αλλαγές στις προοπτικές εφαρμογής των μπαταριών ιόντων λιθίου.
Αδιανόητη αλλαγή
Όταν ο Γιοσίνο γνώρισε τον όρο «φορητή», συνειδητοποίησε ότι η κοινωνία χρειαζόταν μια νέα μπαταρία. Το 1983, η πρώτη μπαταρία λιθίου στον κόσμο γεννήθηκε στην Ιαπωνία. Ο Γιοσίνο Ακίρα κατασκεύασε το πρώτο πρωτότυπο επαναφορτιζόμενης μπαταρίας ιόντων λιθίου στον κόσμο και θα συμβάλει σημαντικά στην ανάπτυξη μπαταριών ιόντων λιθίου που θα χρησιμοποιούνται ευρέως σε smartphones και ηλεκτρικά οχήματα στο μέλλον.
Τον περασμένο μήνα, ο Akira Yoshino δήλωσε σε μια αποκλειστική συνέντευξη στο Νο. 1 Financial Journalist ότι αφού έμαθε ότι κέρδισε το βραβείο Νόμπελ, «δεν έχει πραγματικά συναισθήματα». «Οι πλήρεις συνεντεύξεις αργότερα με έκαναν πολύ απασχολημένο και δεν θα μπορούσα να είμαι και πολύ χαρούμενος», είπε ο Akira Yoshino. «Όμως, καθώς πλησιάζει η ημέρα της παραλαβής των βραβείων τον Δεκέμβριο, η πραγματικότητα των βραβείων γίνεται πιο έντονη».
Τα τελευταία 30 χρόνια, 27 Ιάπωνες ή Ιάπωνες ακαδημαϊκοί έχουν κερδίσει το βραβείο Νόμπελ Χημείας, αλλά μόνο δύο από αυτούς, συμπεριλαμβανομένου του Akira Yoshino, έχουν λάβει βραβεία ως εταιρικοί ερευνητές. «Στην Ιαπωνία, οι ερευνητές από ερευνητικά ιδρύματα και πανεπιστήμια λαμβάνουν γενικά βραβεία, και λίγοι εταιρικοί ερευνητές από τον κλάδο έχουν κερδίσει βραβεία», δήλωσε ο Akira Yoshino στο First Financial Journalist. Τόνισε επίσης τις προσδοκίες του κλάδου. Πιστεύει ότι υπάρχει πολλή έρευνα επιπέδου Νόμπελ εντός της εταιρείας, αλλά η ιαπωνική βιομηχανία θα πρέπει να βελτιώσει την ηγεσία και την αποτελεσματικότητά της.
Ο Γιοσίνο Ακίρα πιστεύει ότι η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών όπως η τεχνητή νοημοσύνη και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων θα φέρει «αδιανόητες» αλλαγές στις προοπτικές εφαρμογής των μπαταριών ιόντων λιθίου. Για παράδειγμα, η πρόοδος του λογισμικού θα επιταχύνει τη διαδικασία σχεδιασμού μπαταριών και την ανάπτυξη νέων υλικών, και μπορεί να επηρεάσει τη χρήση της μπαταρίας, επιτρέποντάς της να χρησιμοποιείται στο καλύτερο δυνατό περιβάλλον.
Ο Γιοσίνο Ακίρα ανησυχεί επίσης πολύ για τη συμβολή της έρευνάς του στην επίλυση των παγκόσμιων ζητημάτων που αφορούν την κλιματική αλλαγή. Δήλωσε στον First Financial Journalist ότι βραβεύτηκε για δύο λόγους. Ο πρώτος είναι για να συμβάλει στην ανάπτυξη μιας κοινωνίας έξυπνων κινητών και ο δεύτερος για να παράσχει ένα σημαντικό μέσο για την προστασία του παγκόσμιου περιβάλλοντος. «Η συμβολή στην προστασία του περιβάλλοντος θα γίνεται όλο και πιο εμφανής στο μέλλον. Ταυτόχρονα, πρόκειται και για μια εξαιρετική επιχειρηματική ευκαιρία», δήλωσε ο Ακίρα Γιοσίνο σε έναν οικονομικό δημοσιογράφο.
Ο Γιοσίνο Ακίρα δήλωσε στους φοιτητές κατά τη διάρκεια διάλεξης στο Πανεπιστήμιο Meijo ως καθηγητής ότι δεδομένων των υψηλών προσδοκιών του κοινού για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και μπαταριών ως αντίμετρο στην υπερθέρμανση του πλανήτη, θα παρουσιάσει τις δικές του πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένων σκέψεων για περιβαλλοντικά ζητήματα.
Ποιος θα κυριαρχήσει στη βιομηχανία μπαταριών
Η ανάπτυξη της τεχνολογίας των μπαταριών πυροδότησε μια ενεργειακή επανάσταση. Από τα έξυπνα τηλέφωνα μέχρι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η τεχνολογία των μπαταριών είναι πανταχού παρούσα, αλλάζοντας κάθε πτυχή της ζωής των ανθρώπων. Το αν οι μελλοντικές μπαταρίες θα γίνουν πιο ισχυρές και με χαμηλότερο κόστος θα επηρεάσει τον καθένα μας.
Προς το παρόν, η βιομηχανία έχει δεσμευτεί να βελτιώσει την ασφάλεια της μπαταρίας, αυξάνοντας παράλληλα την ενεργειακή της πυκνότητα. Η βελτίωση της απόδοσης της μπαταρίας συμβάλλει επίσης στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής μέσω της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Κατά την άποψη του Yoshino, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θα εξακολουθήσουν να κυριαρχούν στη βιομηχανία μπαταριών τα επόμενα 10 χρόνια, αλλά η ανάπτυξη και η άνοδος νέων τεχνολογιών θα συνεχίσει επίσης να ενισχύει την αποτίμηση και τις προοπτικές του κλάδου. Ο Yoshino Akira δήλωσε στο First Business News ότι η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου στο μέλλον μπορεί να φτάσει 1,5 έως 2 φορές την τρέχουσα, πράγμα που σημαίνει ότι η μπαταρία θα γίνει μικρότερη. «Αυτό μειώνει το υλικό και έτσι μειώνει το κόστος, αλλά δεν θα υπάρξει σημαντική μείωση στο κόστος του υλικού». Είπε: «Η μείωση του κόστους των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι το πολύ μεταξύ 10% και 30%. Το να θέλουμε να μειώσουμε την τιμή στο μισό είναι πιο δύσκολο».
Θα φορτίζουν οι ηλεκτρονικές συσκευές πιο γρήγορα στο μέλλον; Απαντώντας, ο Akira Yoshino είπε ότι ένα κινητό τηλέφωνο γεμίζει σε 5-10 λεπτά, κάτι που έχει επιτευχθεί στο εργαστήριο. Αλλά η γρήγορη φόρτιση απαιτεί ισχυρή τάση, η οποία θα επηρεάσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Σε πολλές περιπτώσεις, στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι μπορεί να μην χρειάζεται να φορτίζουν ιδιαίτερα γρήγορα.
Από τις πρώτες μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μέχρι τις μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου που αποτελούν τα βασικά στοιχεία ιαπωνικών εταιρειών όπως η Toyota, και τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποίησε η Tesla Roaster το 2008, οι παραδοσιακές μπαταρίες υγρών ιόντων λιθίου κυριαρχούν στην αγορά μπαταριών ισχύος εδώ και δέκα χρόνια. Στο μέλλον, η αντίφαση μεταξύ της ενεργειακής πυκνότητας και των απαιτήσεων ασφάλειας και της παραδοσιακής τεχνολογίας μπαταριών ιόντων λιθίου θα γίνεται ολοένα και πιο έντονη.
Απαντώντας σε πειράματα και προϊόντα μπαταριών στερεάς κατάστασης από ξένες εταιρείες, ο Akira Yoshino δήλωσε: «Νομίζω ότι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αντιπροσωπεύουν μια μελλοντική κατεύθυνση και υπάρχουν ακόμη πολλά περιθώρια βελτίωσης. Ελπίζω να δω σύντομα νέα πρόοδο».
Είπε επίσης ότι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι παρόμοιες στην τεχνολογία με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. «Μέσω της βελτίωσης της τεχνολογίας, η ταχύτητα κολύμβησης των ιόντων λιθίου μπορεί τελικά να φτάσει περίπου 4 φορές την τρέχουσα ταχύτητα», δήλωσε ο Akira Yoshino σε δημοσιογράφο στο First Business News.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούν ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης. Επειδή οι ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης αντικαθιστούν τον δυνητικά εκρηκτικό οργανικό ηλεκτρολύτη στις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου, αυτό επιλύει τα δύο κύρια προβλήματα: την υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και την υψηλή απόδοση ασφαλείας. Οι ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούνται με την ίδια ενέργεια. Η μπαταρία που αντικαθιστά τον ηλεκτρολύτη έχει υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, ταυτόχρονα έχει μεγαλύτερη ισχύ και μεγαλύτερο χρόνο χρήσης, η οποία αποτελεί την τάση ανάπτυξης της επόμενης γενιάς μπαταριών λιθίου.
Ωστόσο, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αντιμετωπίζουν επίσης προκλήσεις όπως η μείωση του κόστους, η βελτίωση της ασφάλειας των στερεών ηλεκτρολυτών και η διατήρηση της επαφής μεταξύ ηλεκτροδίων και ηλεκτρολυτών κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Προς το παρόν, πολλές παγκόσμιες κολοσσοί αυτοκινήτων επενδύουν σημαντικά στην Έρευνα και Ανάπτυξη (R&D) για μπαταρίες στερεάς κατάστασης. Για παράδειγμα, η Toyota αναπτύσσει μια μπαταρία στερεάς κατάστασης, αλλά το κόστος δεν αποκαλύπτεται. Ερευνητικά ιδρύματα προβλέπουν ότι έως το 2030, η παγκόσμια ζήτηση για μπαταρίες στερεάς κατάστασης αναμένεται να προσεγγίσει τις 500 GWh.
Ο καθηγητής Whitingham, ο οποίος μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ με τον Akira Yoshino, δήλωσε ότι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορεί να είναι οι πρώτες που θα χρησιμοποιηθούν σε μικρές ηλεκτρονικές συσκευές όπως τα έξυπνα τηλέφωνα. «Επειδή εξακολουθούν να υπάρχουν μεγάλα προβλήματα στην εφαρμογή συστημάτων μεγάλης κλίμακας», δήλωσε ο καθηγητής Wittingham.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Δεκεμβρίου 2019