[Litija akumulatoru enerģijas blīvums nākotnē varētu sasniegt 1,5 līdz 2 reizes lielāku strāvas stiprumu, kas nozīmē, ka akumulatori kļūs mazāki.]
[Litija jonu akumulatoru izmaksu samazināšanas diapazons ir ne vairāk kā no 10% līdz 30%. Cenu ir grūti samazināt uz pusi.]
No viedtālruņiem līdz elektroautomobiļiem akumulatoru tehnoloģijas pakāpeniski ienāk ikvienā dzīves aspektā. Tātad, kādā virzienā attīstīsies nākotnes akumulatori un kādas pārmaiņas tie nesīs sabiedrībā? Paturot prātā šos jautājumus, First Financial reportieris pagājušajā mēnesī intervēja Akiru Jošino, japāņu zinātnieku, kurš šogad ieguva Nobela prēmiju ķīmijā par litija jonu akumulatoru izstrādi.
Jošino uzskata, ka litija jonu akumulatori joprojām dominēs akumulatoru nozarē nākamo 10 gadu laikā. Jaunu tehnoloģiju, piemēram, mākslīgā intelekta un lietu interneta, attīstība nesīs “neiedomājamas” izmaiņas litija jonu akumulatoru pielietojuma perspektīvās.
Neiedomājamas pārmaiņas
Kad Jošino uzzināja par terminu “pārnēsājams”, viņš saprata, ka sabiedrībai ir nepieciešams jauns akumulators. 1983. gadā Japānā dzima pasaulē pirmais litija akumulators. Jošino Akira izgatavoja pasaulē pirmo uzlādējamā litija jonu akumulatora prototipu un sniegs izcilu ieguldījumu litija jonu akumulatoru attīstībā, ko nākotnē plaši izmantos viedtālruņos un elektriskajos transportlīdzekļos.
Pagājušajā mēnesī Akira Jošino ekskluzīvā intervijā ar Nr. 1 finanšu žurnālistu sacīja, ka pēc tam, kad uzzināja par Nobela prēmijas iegūšanu, viņam “nav īstu jūtu”. “Pilnas intervijas vēlāk mani ļoti nodarbināja, un es nevarēju būt pārāk laimīga,” sacīja Akira Jošino. “Taču, tuvojoties balvu saņemšanas dienai decembrī, balvu realitāte kļūst arvien spēcīgāka.”
Pēdējo 30 gadu laikā 27 japāņu vai japāņu zinātnieki ir ieguvuši Nobela prēmiju ķīmijā, taču tikai divi no viņiem, tostarp Akira Jošino, ir saņēmuši balvas kā korporatīvie pētnieki. "Japānā pētnieki no pētniecības institūtiem un universitātēm parasti saņem balvas, un tikai daži korporatīvie pētnieki no nozares ir ieguvuši balvas," Akira Jošino pastāstīja laikrakstam "First Financial Journalist". Viņš arī uzsvēra nozares cerības. Viņš uzskata, ka uzņēmumā ir daudz Nobela līmeņa pētījumu, taču Japānas nozarei ir jāuzlabo sava vadība un efektivitāte.
Jošino Akira uzskata, ka jaunu tehnoloģiju, piemēram, mākslīgā intelekta un lietu interneta, attīstība nesīs “neiedomājamas” izmaiņas litija jonu akumulatoru pielietojuma perspektīvās. Piemēram, programmatūras attīstība paātrinās akumulatoru projektēšanas procesu un jaunu materiālu izstrādi, kā arī var ietekmēt akumulatora lietošanu, ļaujot to izmantot vislabākajā vidē.
Jošino Akira ir ļoti noraizējies arī par savu pētījumu ieguldījumu globālo klimata pārmaiņu problēmu risināšanā. Viņš pastāstīja laikrakstam “First Financial Journalist”, ka apbalvojums viņam piešķirts divu iemeslu dēļ. Pirmais ir ieguldījums viedas mobilās sabiedrības attīstībā; otrais ir svarīgu līdzekļu nodrošināšana globālās vides aizsardzībai. “Ieguldījums vides aizsardzībā nākotnē kļūs arvien acīmredzamāks. Vienlaikus šī ir arī lieliska biznesa iespēja,” finanšu žurnālistam pastāstīja Akira Jošino.
Kā profesors Jošino Akira lekcijā Meidžo universitātē studentiem sacīja, ka, ņemot vērā sabiedrības augstās cerības uz atjaunojamās enerģijas un akumulatoru izmantošanu kā pretlīdzekli globālajai sasilšanai, viņš sniegs savu informāciju, tostarp pārdomas par vides jautājumiem.
Kas dominēs akumulatoru nozarē
Akumulatoru tehnoloģiju attīstība aizsāka enerģijas revolūciju. Sākot ar viedtālruņiem un beidzot ar elektroautomobiļiem, akumulatoru tehnoloģijas ir visuresošas, mainot ikvienu cilvēku dzīves aspektu. Tas, vai nākotnes akumulatori kļūs jaudīgāki un lētāki, ietekmēs ikvienu no mums.
Pašlaik nozare ir apņēmusies uzlabot akumulatoru drošību, vienlaikus palielinot akumulatoru enerģijas blīvumu. Akumulatoru veiktspējas uzlabošana arī palīdz risināt klimata pārmaiņu problēmu, izmantojot atjaunojamo enerģiju.
Jošino uzskata, ka litija jonu akumulatori joprojām dominēs akumulatoru nozarē nākamo 10 gadu laikā, taču jaunu tehnoloģiju attīstība un parādīšanās arī turpinās stiprināt nozares novērtējumu un perspektīvas. Jošino Akira pastāstīja First Business News, ka litija akumulatoru enerģijas blīvums nākotnē varētu sasniegt 1,5 līdz 2 reizes lielāku strāvas stiprumu, kas nozīmē, ka akumulators kļūs mazāks. "Tas samazina materiāla daudzumu un līdz ar to samazina izmaksas, taču materiāla izmaksas būtiski nesamazināsies." Viņš teica: "Litija jonu akumulatoru izmaksu samazinājums ir ne vairāk kā no 10% līdz 30%. Vēlme samazināt cenu uz pusi ir grūtāk."
Vai elektroniskās ierīces nākotnē uzlādēsies ātrāk? Atbildot uz to, Akira Jošino sacīja, ka mobilais tālrunis ir pilnībā uzlādēts 5–10 minūtēs, kas ir sasniegts laboratorijā. Taču ātrai uzlādei ir nepieciešams spēcīgs spriegums, kas ietekmēs akumulatora darbības laiku. Daudzās realitātes situācijās cilvēkiem, iespējams, nav nepieciešams uzlādēt īpaši ātri.
Sākot ar agrīnajiem svina-skābes akumulatoriem un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem, kas ir tādu japāņu uzņēmumu kā Toyota pamatelementi, līdz pat litija jonu akumulatoriem, ko Tesla Roaster izmantoja 2008. gadā, tradicionālie šķidrā litija jonu akumulatori desmit gadus ir dominējuši akumulatoru tirgū. Nākotnē pretruna starp enerģijas blīvumu un drošības prasībām, kā arī tradicionālo litija jonu akumulatoru tehnoloģiju kļūs arvien izteiktāka.
Reaģējot uz ārvalstu uzņēmumu eksperimentiem un cietvielu akumulatoru produktiem, Akira Jošino sacīja: "Es domāju, ka cietvielu akumulatori pārstāv nākotnes virzienu, un joprojām ir daudz iespēju uzlabojumiem. Es ceru drīz redzēt jaunu progresu."
Viņš arī teica, ka cietvielu akumulatori tehnoloģijas ziņā ir līdzīgi litija jonu akumulatoriem. "Uzlabojot tehnoloģijas, litija jonu peldēšanas ātrums beidzot var sasniegt aptuveni 4 reizes lielāku ātrumu nekā pašreizējais," Akira Jošino pastāstīja reportierim laikrakstā First Business News.
Cietvielu akumulatori ir litija jonu akumulatori, kuros tiek izmantoti cietvielu elektrolīti. Tā kā cietvielu elektrolīti aizstāj potenciāli sprādzienbīstamo organisko elektrolītu tradicionālajos litija jonu akumulatoros, tas atrisina divas galvenās problēmas – augstu enerģijas blīvumu un augstu drošības līmeni. Cietvielu elektrolīti tiek izmantoti ar tādu pašu enerģiju. Akumulatoram, kas aizstāj elektrolītu, ir lielāks enerģijas blīvums, vienlaikus lielāka jauda un ilgāks lietošanas laiks, kas ir nākamās paaudzes litija akumulatoru attīstības tendence.
Taču cietvielu akumulatori saskaras arī ar tādiem izaicinājumiem kā izmaksu samazināšana, cieto elektrolītu drošības uzlabošana un kontakta uzturēšana starp elektrodiem un elektrolītiem uzlādes un izlādes laikā. Pašlaik daudzi pasaules gigantiski autobūves uzņēmumi veic ievērojamus ieguldījumus cietvielu akumulatoru pētniecībā un attīstībā. Piemēram, Toyota izstrādā cietvielu akumulatoru, taču izmaksas netiek atklātas. Pētniecības iestādes prognozē, ka līdz 2030. gadam globālais cietvielu akumulatoru pieprasījums, domājams, sasniegs 500 GWh.
Profesors Vitinghems, kurš Nobela prēmiju dalīja ar Akiru Jošino, sacīja, ka cietvielu baterijas varētu būt pirmās, kas tiks izmantotas mazās elektronikā, piemēram, viedtālruņos. "Jo liela mēroga sistēmu pielietošanā joprojām pastāv lielas problēmas," sacīja profesors Vitinghems.
Publicēšanas laiks: 2019. gada 16. decembris