[A lítium akkumulátorok energiasűrűsége a jövőben elérheti az áramerősség 1,5-2-szeresét, ami azt jelenti, hogy az akkumulátorok kisebbek lesznek.]
[A lítium-ion akkumulátorok költségcsökkentési tartománya legfeljebb 10% és 30% között van. Nehéz az árat felére csökkenteni.]
Az okostelefonoktól az elektromos autókig az akkumulátor-technológia fokozatosan beszivárog az élet minden területére. Milyen irányba fejlődnek a jövő akkumulátorai, és milyen változásokat hoznak a társadalomba? Ezeket a kérdéseket szem előtt tartva a First Financial riportere a múlt hónapban interjút készített Akira Yoshinóval, egy japán tudóssal, aki idén elnyerte a kémiai Nobel-díjat a lítium-ion akkumulátorok fejlesztéséért.
Yoshino véleménye szerint a lítium-ion akkumulátorok a következő 10 évben is uralni fogják az akkumulátoripart. Az olyan új technológiák fejlődése, mint a mesterséges intelligencia és a dolgok internete, „elképzelhetetlen” változásokat hoz majd a lítium-ion akkumulátorok alkalmazási lehetőségeibe.
Elképzelhetetlen változás
Amikor Yoshino tudomást szerzett a „hordozható” kifejezésről, rájött, hogy a társadalomnak új akkumulátorokra van szüksége. 1983-ban Japánban megszületett a világ első lítium akkumulátora. Yoshino Akira elkészítette a világ első újratölthető lítium-ion akkumulátor prototípusát, és kiemelkedően hozzájárul majd a jövőben az okostelefonokban és elektromos járművekben széles körben használt lítium-ion akkumulátorok fejlesztéséhez.
Akira Yoshino a múlt hónapban egy exkluzív interjúban a No. 1 Financial Journalist magazinnak elmondta, hogy miután megtudta, hogy elnyerte a Nobel-díjat, „nincsenek igazi érzései”. „A későbbi teljes interjúk nagyon lefoglaltak, és nem lehettem elég boldog” – mondta Akira Yoshino. „De ahogy közeledik a decemberi díjátadó napja, a díjak valósága egyre erősebbé válik.”
Az elmúlt 30 évben 27 japán vagy japán tudós nyerte el a kémiai Nobel-díjat, de közülük csak ketten, köztük Akira Yoshino, részesültek díjban vállalati kutatóként. „Japánban a kutatóintézetek és egyetemek kutatói általában díjakat kapnak, és az iparágból kevés vállalati kutató nyert díjat” – nyilatkozta Akira Yoshino a First Financial Journalistnak. Hangsúlyozta az iparág elvárásait is. Úgy véli, hogy sok Nobel-szintű kutatás folyik a vállalaton belül, de a japán iparnak javítania kell a vezetésén és a hatékonyságán.
Akira Josinó úgy véli, hogy az olyan új technológiák fejlődése, mint a mesterséges intelligencia és a dolgok internete, „elképzelhetetlen” változásokat hoz majd a lítium-ion akkumulátorok alkalmazási lehetőségeibe. Például a szoftverek fejlődése felgyorsítja az akkumulátor-tervezési folyamatot és az új anyagok fejlesztését, és befolyásolhatja az akkumulátor használatát, lehetővé téve az akkumulátor legjobb környezetben történő használatát.
Yoshino Akira szintén nagyon aggódik kutatásai hozzájárulása miatt a globális klímaváltozással kapcsolatos problémák megoldásához. A First Financial Journalistnak elmondta, hogy két okból kapta a díjat. Az első, hogy hozzájáruljon egy okosmobil társadalom fejlődéséhez; a második, hogy fontos eszközt biztosítson a globális környezet védelméhez. „A környezetvédelemhez való hozzájárulás egyre nyilvánvalóbbá válik a jövőben. Ugyanakkor ez egy nagyszerű üzleti lehetőség is” – mondta Akira Yoshino egy pénzügyi újságírónak.
Akira Josinó professzorként a Meijo Egyetemen tartott előadásán a diákoknak elmondta, hogy tekintettel a megújuló energia és az akkumulátorok globális felmelegedés elleni védekezésként való használatával kapcsolatos magas elvárásokra, saját tájékoztatást fog tartani, beleértve a környezetvédelmi kérdésekkel kapcsolatos gondolatait is.
Ki fogja uralni az akkumulátoripart
Az akkumulátor-technológia fejlődése energiaforradalmat indított el. Az okostelefonoktól az elektromos autókig az akkumulátor-technológia mindenütt jelen van, és az emberek életének minden aspektusát megváltoztatja. Az, hogy a jövő akkumulátora erősebb és olcsóbb lesz-e, mindannyiunkra hatással lesz.
Az iparág jelenleg elkötelezett az akkumulátorok biztonságának javítása és az energiasűrűség növelése mellett. Az akkumulátorok teljesítményének javítása a megújuló energia felhasználásán keresztül segít a klímaváltozás kezelésében is.
Yoshino véleménye szerint a lítium-ion akkumulátorok a következő 10 évben is uralni fogják az akkumulátoripart, de az új technológiák fejlődése és térnyerése továbbra is erősíteni fogja az iparág értékelését és kilátásait. Yoshino Akira a First Business Newsnak elmondta, hogy a lítium akkumulátorok energiasűrűsége a jövőben elérheti a jelenlegi 1,5-2-szeresét, ami azt jelenti, hogy az akkumulátor kisebb lesz. „Ez csökkenti az anyagszükségletet, és így a költségeket is, de az anyagköltség nem csökken jelentősen.” Azt mondta: „A lítium-ion akkumulátorok költségének csökkenése legfeljebb 10% és 30% között van. A felére csökkenteni az árat már nehezebb.”
Vajon a jövőben gyorsabban fognak tölteni az elektronikus eszközök? Válaszul Akira Yoshino elmondta, hogy egy mobiltelefon 5-10 perc alatt feltöltődik, amit laboratóriumban el is értek. A gyorstöltéshez azonban nagy feszültségre van szükség, ami befolyásolja az akkumulátor élettartamát. A valóságban sok helyzetben az embereknek nincs szükségük különösen gyors töltésre.
A korai ólom-savas akkumulátoroktól a japán vállalatok, például a Toyota alappilléreit képező nikkel-metálhidrid akkumulátorokon át a Tesla Roaster által 2008-ban használt lítium-ion akkumulátorokig a hagyományos folyékony lítium-ion akkumulátorok tíz éve uralják az akkumulátorok piacát. A jövőben egyre hangsúlyosabbá válik az energiasűrűség és a biztonsági követelmények, valamint a hagyományos lítium-ion akkumulátortechnológia közötti ellentmondás.
A külföldi vállalatok kísérleteire és szilárdtest akkumulátor-termékeire reagálva Akira Yoshino azt mondta: „Úgy gondolom, hogy a szilárdtest akkumulátorok a jövő irányát képviselik, és még sok a teendő a fejlődéshez. Remélem, hamarosan új előrelépéseket látok.”
Azt is elmondta, hogy a szilárdtest akkumulátorok technológiája hasonló a lítium-ion akkumulátorokhoz. „A technológia fejlődésével a lítium-ion úszás sebessége végre elérheti a jelenlegi sebesség négyszeresét” – mondta Akira Yoshino a First Business News riporterének.
A szilárdtest akkumulátorok olyan lítium-ion akkumulátorok, amelyek szilárdtest elektrolitot használnak. Mivel a szilárdtest elektrolitok helyettesítik a hagyományos lítium-ion akkumulátorokban található potenciálisan robbanásveszélyes szerves elektrolitot, ez megoldja a nagy energiasűrűség és a magas biztonsági teljesítmény két fő problémáját. A szilárdtest elektrolitokat ugyanolyan energiával használják. Az elektrolitot helyettesítő akkumulátor nagyobb energiasűrűséggel rendelkezik, ugyanakkor nagyobb teljesítménnyel és hosszabb üzemidővel rendelkezik, ami a lítium akkumulátorok következő generációjának fejlesztési trendje.
A szilárdtest akkumulátorok azonban olyan kihívásokkal is szembesülnek, mint a költségek csökkentése, a szilárd elektrolitok biztonságának javítása, valamint az elektródák és az elektrolitok közötti érintkezés fenntartása töltés és kisütés közben. Jelenleg számos globális autóóriás jelentős összegeket fektet be a szilárdtest akkumulátorok kutatás-fejlesztésébe. Például a Toyota is fejleszt egy szilárdtest akkumulátort, de a költségeket nem hozzák nyilvánosságra. A kutatóintézetek előrejelzése szerint 2030-ra a szilárdtest akkumulátorok iránti globális kereslet várhatóan megközelíti az 500 GWh-t.
Whitingham professzor, aki Akira Yoshinóval megosztva kapta a Nobel-díjat, azt mondta, hogy a szilárdtest akkumulátorok lehetnek az elsők, amelyeket kisméretű elektronikában, például okostelefonokban alkalmaznak majd. „Mivel még mindig nagy problémák vannak a nagyméretű rendszerek alkalmazásában” – mondta Wittingham professzor.
Közzététel ideje: 2019. dec. 16.