[Liitiumakude energiatihedus võib tulevikus ulatuda 1,5–2 korda suuremaks kui voolutugevus, mis tähendab, et akud muutuvad väiksemaks.]
[Liitiumioonakude kulude vähendamise vahemik on maksimaalselt 10–30%. Hinda on raske poole võrra vähendada.]
Nutitelefonidest elektriautodeni imbub akutehnoloogia järk-järgult igasse eluvaldkonda. Niisiis, millises suunas tuleviku akud arenevad ja milliseid muutusi see ühiskonnale kaasa toob? Neid küsimusi silmas pidades intervjueeris First Financiali reporter eelmisel kuul Akira Yoshinot, Jaapani teadlast, kes võitis sel aastal Nobeli keemiaauhinna liitiumioonakude eest.
Yoshino arvates domineerivad liitiumioonakud akutööstuses ka järgmise 10 aasta jooksul. Uute tehnoloogiate, näiteks tehisintellekti ja asjade interneti areng toob kaasa "mõeldamatuid" muutusi liitiumioonakude rakendusväljavaadetes.
Kujuteldamatu muutus
Kui Yoshino sai teada terminist „kaasaskantav“, mõistis ta, et ühiskond vajab uut akut. 1983. aastal sündis Jaapanis maailma esimene liitiumaku. Yoshino Akira tootis maailma esimese laetava liitiumioonaku prototüübi ning annab silmapaistva panuse tulevikus nutitelefonides ja elektriautodes laialdaselt kasutatavate liitiumioonakude arendamisse.
Eelmisel kuul ütles Akira Yoshino eksklusiivintervjuus ajakirjale No. 1 Financial Journalist, et pärast Nobeli preemia võitmisest teada saamist „pole tal mingeid tegelikke tundeid“. „Hiljem tehtud täisintervjuud tegid mind väga hõivatuks ja ma ei saanud olla liiga õnnelik,“ ütles Akira Yoshino. „Aga mida lähemale detsembris toimuv auhindade kättesaamise päev läheneb, seda selgemaks on auhindade reaalsus muutunud.“
Viimase 30 aasta jooksul on 27 Jaapani või Jaapani teadlast võitnud Nobeli keemiaauhinna, kuid ainult kaks neist, sealhulgas Akira Yoshino, on saanud auhindu ettevõtete teadlastena. „Jaapanis saavad auhindu üldiselt uurimisinstituutide ja ülikoolide teadlased ning vähesed tööstusharu ettevõtete teadlased on auhindu võitnud,“ ütles Akira Yoshino väljaandele First Financial Journalist. Ta rõhutas ka tööstuse ootusi. Ta usub, et ettevõttes on palju Nobeli tasemel uuringuid, kuid Jaapani tööstus peaks oma juhtimist ja tõhusust parandama.
Yoshino Akira usub, et uute tehnoloogiate, näiteks tehisintellekti ja asjade interneti areng toob kaasa "mõeldamatuid" muutusi liitiumioonakude rakendusväljavaadetes. Näiteks tarkvara areng kiirendab akude disainiprotsessi ja uute materjalide väljatöötamist ning võib mõjutada aku kasutamist, võimaldades akut parimas keskkonnas kasutada.
Yoshino Akira on samuti väga mures oma uurimistöö panuse pärast globaalsete kliimamuutuste probleemide lahendamisse. Ta ütles First Financial Journalistile, et ta sai auhinna kahel põhjusel. Esiteks panustamine nutika mobiilse ühiskonna arendamisse; teiseks olulise vahendi pakkumine globaalse keskkonna kaitsmiseks. „Panus keskkonnakaitsesse muutub tulevikus üha ilmsemaks. Samal ajal on see ka suurepärane ärivõimalus,“ ütles Akira Yoshino finantsreporterile.
Yoshino Akira ütles Meijo ülikoolis professorina peetud loengus tudengitele, et arvestades avalikkuse kõrgeid ootusi taastuvenergia ja akude kasutamisele globaalse soojenemise vastumeetmena, esitab ta omapoolse teabe, sealhulgas mõtteid keskkonnaküsimustes.
Kes hakkab akutööstust domineerima?
Akutehnoloogia areng pani aluse energiarevolutsioonile. Nutitelefonidest elektriautodeni on akutehnoloogia kõikjal levinud, muutes inimeste elu iga aspekti. See, kas tuleviku aku muutub võimsamaks ja odavamaks, mõjutab meid kõiki.
Praegu on tööstusharu pühendunud akude ohutuse parandamisele, suurendades samal ajal akude energiatihedust. Akude jõudluse parandamine aitab taastuvenergia kasutamise kaudu ka kliimamuutustega võidelda.
Yoshino arvates domineerivad liitiumioonakud akutööstuses ka järgmise 10 aasta jooksul, kuid uute tehnoloogiate areng ja esiletõus tugevdavad jätkuvalt ka tööstuse väärtust ja väljavaateid. Yoshino Akira ütles First Business Newsile, et liitiumakude energiatihedus võib tulevikus ulatuda 1,5–2 korda suuremaks kui voolutugevus, mis tähendab, et aku muutub väiksemaks. „See vähendab materjali ja seega ka hinda, kuid materjali maksumuses olulist langust ei toimu.“ Ta ütles: „Liitiumioonakude maksumuse vähenemine on maksimaalselt 10–30%. Hinna poole võrra vähendamine on keerulisem.“
Kas elektroonikaseadmed hakkavad tulevikus kiiremini laadima? Akira Yoshino vastas, et mobiiltelefoni aku saab täis 5–10 minutiga, mis on laboris saavutatud. Kuid kiirlaadimine nõuab tugevat pinget, mis mõjutab aku tööiga. Paljudes tegelikkuses ei pruugi inimesed eriti kiiresti laadida.
Alates varajastest pliiakudest kuni nikkelmetallhüdriidakudeni, mis on Jaapani ettevõtete, näiteks Toyota, alustalad, ja Tesla Roasteri 2008. aastal kasutusele võetud liitiumioonakudeni on traditsioonilised vedelkütusel töötavad liitiumioonakud domineerinud elektriakude turul kümme aastat. Tulevikus muutub üha olulisemaks vastuolu energiatiheduse ja ohutusnõuete ning traditsioonilise liitiumioonakude tehnoloogia vahel.
Vastuseks välismaiste ettevõtete katsetele ja tahkisakude toodetele ütles Akira Yoshino: „Ma arvan, et tahkisakud esindavad tulevikku suunatud suunda ja arenguruumi on veel palju. Loodan peagi uusi edusamme näha.“
Ta ütles ka, et tahkisakud on tehnoloogialt sarnased liitiumioonakudega. „Tehnoloogia täiustamise kaudu võib liitiumioonakude ujumiskiirus lõpuks ulatuda umbes neli korda praegusest kiirusest,“ ütles Akira Yoshino First Business Newsi reporterile.
Tahkiseelemendid on liitiumioonakud, mis kasutavad tahkiselektrolüüte. Kuna tahkiselektrolüüdid asendavad traditsioonilistes liitiumioonakudes potentsiaalselt plahvatusohtlikke orgaanilisi elektrolüüte, lahendab see kaks peamist probleemi: kõrge energiatiheduse ja kõrge ohutustaseme. Tahkiseelektrolüüte kasutatakse sama energiaga. Elektrolüüti asendaval akul on suurem energiatihedus, samal ajal suurem võimsus ja pikem kasutusaeg, mis on järgmise põlvkonna liitiumakude arengusuund.
Kuid tahkisakud seisavad silmitsi ka selliste väljakutsetega nagu kulude vähendamine, tahkete elektrolüütide ohutuse parandamine ning elektroodide ja elektrolüütide vahelise kontakti säilitamine laadimise ja tühjendamise ajal. Praegu investeerivad paljud globaalsed hiiglaslikud autotootjad suuri summasid tahkisakude teadus- ja arendustegevusse. Näiteks Toyota arendab tahkisakut, kuid maksumust ei avalikustata. Uurimisasutused ennustavad, et 2030. aastaks peaks tahkisakude ülemaailmne nõudlus lähenema 500 GWh-le.
Professor Whitingham, kes jagas Nobeli preemiat Akira Yoshinoga, ütles, et tahkisakud võivad olla esimesed, mida hakatakse kasutama väikeelektroonikas, näiteks nutitelefonides. „Sest suuremahuliste süsteemide rakendamisel on endiselt suuri probleeme,“ ütles professor Wittingham.
Postituse aeg: 16. detsember 2019