[Ličio baterijų energijos tankis ateityje gali siekti 1,5–2 kartus didesnį nei srovės tankis, o tai reiškia, kad baterijos taps mažesnės.]
[Ličio jonų akumuliatorių sąnaudų sumažinimo diapazonas yra daugiausia nuo 10 % iki 30 %. Kainą sumažinti perpus sunku.]
Nuo išmaniųjų telefonų iki elektromobilių – akumuliatorių technologijos pamažu skverbiasi į kiekvieną gyvenimo aspektą. Taigi, kokia kryptimi vystysis ateities baterijos ir kokius pokyčius jos atneš visuomenei? Turėdamas omenyje šiuos klausimus, „First Financial“ žurnalistas praėjusį mėnesį kalbino Akirą Yoshino, japonų mokslininką, kuris šiais metais laimėjo Nobelio chemijos premiją už ličio jonų baterijas.
Yoshino nuomone, ličio jonų baterijos ir toliau dominuos baterijų pramonėje per ateinančius 10 metų. Naujų technologijų, tokių kaip dirbtinis intelektas ir daiktų internetas, plėtra atneš „neįsivaizduojamų“ pokyčių ličio jonų baterijų taikymo perspektyvose.
Neįsivaizduojamas pokytis
Kai Yoshino išgirdo terminą „nešiojamasis“, jis suprato, kad visuomenei reikia naujos baterijos. 1983 m. Japonijoje gimė pirmoji pasaulyje ličio baterija. Yoshino Akira pagamino pirmąjį pasaulyje įkraunamos ličio jonų baterijos prototipą ir ateityje įneš svarų indėlį į ličio jonų baterijų, plačiai naudojamų išmaniuosiuose telefonuose ir elektrinėse transporto priemonėse, kūrimą.
Praėjusį mėnesį Akira Yoshino išskirtiniame interviu žurnalui „No. 1 Financial Journalist“ sakė, kad sužinojęs apie Nobelio premijos laimėjimą, „nejaučia jokių tikrų jausmų“. „Vėlesni išsamūs interviu mane labai užėmė, ir aš negalėjau būti per daug laiminga“, – sakė Akira Yoshino. „Tačiau artėjant apdovanojimų įteikimo dienai gruodį, apdovanojimų realybė tampa vis stipresnė.“
Per pastaruosius 30 metų 27 japonai arba japonų mokslininkai laimėjo Nobelio chemijos premiją, tačiau tik du iš jų, įskaitant Akirą Yoshino, gavo apdovanojimus kaip korporacijų tyrėjai. „Japonijoje apdovanojimus paprastai gauna tyrėjai iš mokslinių tyrimų institutų ir universitetų, o nedaug korporacijų tyrėjų iš pramonės yra laimėję apdovanojimų“, – „First Financial Journalist“ sakė Akira Yoshino. Jis taip pat pabrėžė pramonės lūkesčius. Jis mano, kad įmonėse atliekama daug Nobelio lygio tyrimų, tačiau Japonijos pramonė turėtų tobulinti savo lyderystę ir efektyvumą.
Yoshino Akira mano, kad naujų technologijų, tokių kaip dirbtinis intelektas ir daiktų internetas, plėtra atneš „neįsivaizduojamų“ ličio jonų akumuliatorių taikymo perspektyvų pokyčių. Pavyzdžiui, programinės įrangos tobulinimas paspartins akumuliatorių projektavimo procesą ir naujų medžiagų kūrimą, taip pat gali paveikti akumuliatoriaus naudojimą, leisdamas jį naudoti geriausiomis sąlygomis.
Yoshino Akira taip pat labai nerimauja dėl savo tyrimų indėlio sprendžiant pasaulines klimato kaitos problemas. Jis „First Financial Journalist“ sakė, kad apdovanojimas jam buvo skirtas dėl dviejų priežasčių. Pirma, jis prisideda prie išmaniosios mobiliosios visuomenės kūrimo; antra, jis suteikia svarbią priemonę pasaulio aplinkai apsaugoti. „Indėlis į aplinkos apsaugą ateityje taps vis akivaizdesnis. Kartu tai yra ir puiki verslo galimybė“, – finansų žurnalistui sakė Akira Yoshino.
Būdamas profesoriumi, Yoshino Akira paskaitos Meidžo universitete metu studentams sakė, kad atsižvelgdamas į didelius visuomenės lūkesčius dėl atsinaujinančios energijos ir baterijų naudojimo kaip kovos su visuotiniu atšilimu priemonės, jis pateiks savo informaciją, įskaitant mintis aplinkosaugos klausimais.
Kas dominuos akumuliatorių pramonėje
Baterijų technologijos vystymasis sukėlė energetikos revoliuciją. Nuo išmaniųjų telefonų iki elektromobilių – baterijų technologijos yra visur paplitusios ir keičia kiekvieną žmonių gyvenimo aspektą. Tai, ar ateities baterijos taps galingesnės ir pigesnės, paveiks kiekvieną iš mūsų.
Šiuo metu pramonė yra įsipareigojusi gerinti akumuliatorių saugą ir kartu didinti jų energijos tankį. Geresnis akumuliatorių veikimas taip pat padeda spręsti klimato kaitos problemą naudojant atsinaujinančiąją energiją.
Yoshino nuomone, ličio jonų baterijos vis dar dominuos baterijų pramonėje per ateinančius 10 metų, tačiau naujų technologijų plėtra ir iškilimas taip pat toliau stiprins pramonės vertinimą ir perspektyvas. Yoshino Akira „First Business News“ sakė, kad ateityje ličio baterijų energijos tankis gali siekti 1,5–2 kartus didesnį nei srovės tankis, o tai reiškia, kad baterija taps mažesnė. „Tai sumažina medžiagų kiekį ir atitinkamai kainą, tačiau medžiagos kaina reikšmingai nesumažės.“ Jis teigė: „Ličio jonų baterijų kaina sumažės daugiausia 10–30 %. Norėti perpus sumažinti kainą yra sunkiau.“
Ar ateityje elektroniniai prietaisai įsikraus greičiau? Atsakydamas į tai, Akira Yoshino teigė, kad mobilusis telefonas įkraunamas per 5–10 minučių, ir tai buvo pasiekta laboratorijoje. Tačiau greitam įkrovimui reikalinga didelė įtampa, kuri turės įtakos baterijos veikimo laikui. Daugeliu atvejų realybėje žmonėms gali nereikėti krauti itin greitai.
Nuo ankstyvųjų švino-rūgštinių akumuliatorių iki nikelio-metalo hidrido akumuliatorių, kurie yra pagrindiniai Japonijos kompanijų, tokių kaip „Toyota“, ramsčiai, ir ličio jonų akumuliatorių, kuriuos „Tesla Roaster“ panaudojo 2008 m., tradiciniai skysto kuro ličio jonų akumuliatoriai dešimt metų dominavo elektros akumuliatorių rinkoje. Ateityje vis labiau ryškės prieštaravimai tarp energijos tankio ir saugos reikalavimų bei tradicinės ličio jonų akumuliatorių technologijos.
Reaguodamas į užsienio kompanijų eksperimentus ir kietojo kūno baterijų produktus, Akira Yoshino sakė: „Manau, kad kietojo kūno baterijos yra ateities kryptis ir dar yra daug erdvės tobulėjimui. Tikiuosi netrukus pamatyti naują pažangą.“
Jis taip pat teigė, kad kietojo kūno baterijos savo technologija yra panašios į ličio jonų baterijas. „Tobulėjant technologijoms, ličio jonų plaukimo greitis pagaliau gali pasiekti maždaug 4 kartus didesnį greitį nei dabartinis“, – „First Business News“ žurnalistui sakė Akira Yoshino.
Kietojo kūno baterijos yra ličio jonų baterijos, kuriose naudojami kietojo kūno elektrolitai. Kadangi kietojo kūno elektrolitai pakeičia potencialiai sprogius organinius elektrolitus tradicinėse ličio jonų baterijose, tai išsprendžia dvi pagrindines problemas: didelį energijos tankį ir aukštą saugos lygį. Kietojo kūno elektrolitai naudojami tuo pačiu energijos kiekiu. Baterija, pakeičianti elektrolitą, turi didesnį energijos tankį, tuo pačiu metu turi didesnę galią ir ilgesnį naudojimo laiką, o tai yra naujos kartos ličio baterijų vystymosi tendencija.
Tačiau kietojo kūno baterijos taip pat susiduria su tokiais iššūkiais kaip sąnaudų mažinimas, kietojo elektrolitų saugumo gerinimas ir kontakto tarp elektrodų ir elektrolitų palaikymas įkrovimo ir iškrovimo metu. Šiuo metu daugelis pasaulinių milžiniškų automobilių kompanijų daug investuoja į kietojo kūno baterijų mokslinius tyrimus ir plėtrą. Pavyzdžiui, „Toyota“ kuria kietojo kūno bateriją, tačiau kaina neatskleidžiama. Mokslinių tyrimų institucijos prognozuoja, kad iki 2030 m. pasaulinė kietojo kūno baterijų paklausa turėtų priartėti prie 500 GWh.
Profesorius Whitinghamas, kuris kartu su Akira Yoshino pasidalijo Nobelio premiją, teigė, kad kietojo kūno baterijos gali būti pirmosios, kurios bus panaudotos mažoje elektronikoje, pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose. „Nes vis dar yra didelių problemų taikant didelio masto sistemas“, – sakė profesorius Wittinghamas.
Įrašo laikas: 2019 m. gruodžio 16 d.