Densitatea energetică a bateriilor cu litiu ar putea ajunge în viitor de 1,5 până la 2 ori mai mare decât cea actuală, ceea ce înseamnă că bateriile vor deveni mai mici.
[Reducerea costurilor bateriilor litiu-ion se situează între 10% și 30%, cel mult. Este dificil să se înjumătățească prețul.]
De la smartphone-uri la mașini electrice, tehnologia bateriilor pătrunde treptat în fiecare aspect al vieții. Așadar, în ce direcție se va dezvolta bateria viitorului și ce schimbări va aduce în societate? Având în vedere aceste întrebări, reporterul First Financial l-a intervievat luna trecută pe Akira Yoshino, un om de știință japonez care a câștigat Premiul Nobel pentru chimie pentru bateriile litiu-ion anul acesta.
În opinia lui Yoshino, bateriile litiu-ion vor domina în continuare industria bateriilor în următorii 10 ani. Dezvoltarea de noi tehnologii, cum ar fi inteligența artificială și Internetul Lucrurilor, va aduce schimbări „de neconceput” în perspectivele de aplicare ale bateriilor litiu-ion.
Schimbare de neimaginat
Când Yoshino a devenit conștient de termenul „portabil”, și-a dat seama că societatea avea nevoie de o baterie nouă. În 1983, prima baterie cu litiu din lume a luat naștere în Japonia. Yoshino Akira a produs primul prototip din lume al unei baterii litiu-ion reîncărcabile și va aduce o contribuție remarcabilă la dezvoltarea bateriilor litiu-ion utilizate pe scară largă în smartphone-uri și vehicule electrice în viitor.
Luna trecută, Akira Yoshino a declarat într-un interviu exclusiv acordat publicației numărul 1 în domeniul jurnalistului financiar că, după ce a aflat că a câștigat Premiul Nobel, „nu mai are sentimente reale”. „Interviurile complete de mai târziu m-au ocupat foarte mult și nu puteam fi prea fericit”, a spus Akira Yoshino. „Dar, pe măsură ce ziua primirii premiilor în decembrie se apropie, realitatea acestor premii a devenit mai puternică.”
În ultimii 30 de ani, 27 de cercetători japonezi sau niponi au câștigat Premiul Nobel pentru chimie, dar doar doi dintre ei, inclusiv Akira Yoshino, au primit premii ca cercetători corporativi. „În Japonia, cercetătorii din institutele de cercetare și universități primesc, în general, premii, iar puțini cercetători corporativi din industrie au câștigat premii”, a declarat Akira Yoshino pentru First Financial Journalist. De asemenea, el a subliniat așteptările industriei. El consideră că există o mulțime de cercetări de nivel Nobel în cadrul companiilor, dar industria japoneză ar trebui să își îmbunătățească leadershipul și eficiența.
Yoshino Akira consideră că dezvoltarea de noi tehnologii, cum ar fi inteligența artificială și Internetul Lucrurilor, va aduce schimbări „de neconceput” în perspectivele de aplicare ale bateriilor litiu-ion. De exemplu, avansarea software-ului va accelera procesul de proiectare a bateriilor și dezvoltarea de noi materiale și poate afecta utilizarea bateriei, permițând utilizarea acesteia în cel mai bun mediu.
Yoshino Akira este, de asemenea, foarte preocupat de contribuția cercetării sale la rezolvarea problemelor globale legate de schimbările climatice. El a declarat pentru First Financial Journalist că a fost premiat pentru două motive. Primul este contribuția la dezvoltarea unei societăți mobile inteligente; al doilea este oferirea unui mijloc important pentru protejarea mediului global. „Contribuția la protecția mediului va deveni din ce în ce mai evidentă în viitor. În același timp, aceasta este și o mare oportunitate de afaceri”, a declarat Akira Yoshino unui reporter financiar.
În timpul unei prelegeri la Universitatea Meijo, în calitate de profesor, Yoshino Akira le-a spus studenților că, având în vedere așteptările mari ale publicului privind utilizarea energiei regenerabile și a bateriilor ca măsură de contracarare a încălzirii globale, va oferi propriile informații, inclusiv gânduri despre problemele de mediu.
Cine va domina industria bateriilor
Dezvoltarea tehnologiei bateriilor a declanșat o revoluție energetică. De la telefoanele inteligente la mașinile electrice, tehnologia bateriilor este omniprezentă, schimbând fiecare aspect al vieții oamenilor. Dacă bateria viitorului va deveni mai puternică și mai ieftină ne va afecta pe fiecare dintre noi.
În prezent, industria este dedicată îmbunătățirii siguranței bateriei, crescând în același timp densitatea energetică a acesteia. Îmbunătățirea performanței bateriei contribuie, de asemenea, la combaterea schimbărilor climatice prin utilizarea energiei regenerabile.
În opinia lui Yoshino, bateriile litiu-ion vor domina în continuare industria bateriilor în următorii 10 ani, dar dezvoltarea și apariția noilor tehnologii vor continua să consolideze evaluarea și perspectivele industriei. Yoshino Akira a declarat pentru First Business News că densitatea energetică a bateriilor litiu ar putea ajunge în viitor de 1,5 până la 2 ori mai mare decât cea actuală, ceea ce înseamnă că bateria va deveni mai mică. „Acest lucru reduce materialul și, prin urmare, reduce costul, dar nu va exista o scădere semnificativă a costului materialului.” El a spus: „Reducerea costului bateriilor litiu-ion este de cel mult între 10% și 30%. Este mai dificil să se dorească înjumătățirea prețului.”
Se vor încărca dispozitivele electronice mai repede în viitor? Ca răspuns, Akira Yoshino a spus că un telefon mobil se încarcă în 5-10 minute, lucru realizat în laborator. Însă încărcarea rapidă necesită o tensiune mare, ceea ce va afecta durata de viață a bateriei. În multe situații, în realitate, oamenii s-ar putea să nu aibă nevoie să se încarce deosebit de repede.
De la primele baterii cu plumb, la bateriile nichel-metal hidrură care sunt pilonii companiilor japoneze precum Toyota, până la bateriile litiu-ion utilizate de Tesla Roaster în 2008, bateriile tradiționale litiu-ion lichide au dominat piața bateriilor electrice timp de zece ani. În viitor, contradicția dintre densitatea energetică și cerințele de siguranță și tehnologia tradițională a bateriilor litiu-ion va deveni din ce în ce mai pronunțată.
Ca răspuns la experimentele și produsele cu baterii în stare solidă ale companiilor din străinătate, Akira Yoshino a declarat: „Cred că bateriile în stare solidă reprezintă o direcție viitoare și că există încă mult loc de îmbunătățiri. Sper să văd în curând noi progrese.”
El a mai spus că bateriile în stare solidă sunt similare ca tehnologie cu bateriile litiu-ion. „Prin îmbunătățirea tehnologiei, viteza de înot a ionilor de litiu poate ajunge în sfârșit la aproximativ 4 ori viteza actuală”, a declarat Akira Yoshino unui reporter de la First Business News.
Bateriile în stare solidă sunt baterii litiu-ion care utilizează electroliți în stare solidă. Deoarece electroliții în stare solidă înlocuiesc electrolitul organic potențial exploziv din bateriile litiu-ion tradiționale, acest lucru rezolvă cele două probleme majore: densitatea mare de energie și performanța ridicată de siguranță. Electroliții în stare solidă sunt utilizați la aceeași energie. Bateria care înlocuiește electrolitul are o densitate de energie mai mare, în același timp are o putere mai mare și un timp de utilizare mai lung, aceasta fiind tendința de dezvoltare a următoarei generații de baterii litiu.
Însă bateriile în stare solidă se confruntă și cu provocări precum reducerea costurilor, îmbunătățirea siguranței electroliților solizi și menținerea contactului dintre electrozi și electroliți în timpul încărcării și descărcării. În prezent, multe companii auto gigantice globale investesc masiv în cercetare și dezvoltare pentru baterii în stare solidă. De exemplu, Toyota dezvoltă o baterie în stare solidă, dar costul nu este dezvăluit. Instituțiile de cercetare prevăd că, până în 2030, cererea globală de baterii în stare solidă se va apropia de 500 GWh.
Profesorul Whitingham, care a împărțit Premiul Nobel cu Akira Yoshino, a declarat că bateriile în stare solidă ar putea fi primele care vor fi utilizate în electronice mici, cum ar fi telefoanele inteligente. „Deoarece există încă probleme mari în aplicarea sistemelor la scară largă”, a spus profesorul Wittingham.
Data publicării: 16 decembrie 2019