[Energetická hustota lítiových batérií môže v budúcnosti dosiahnuť 1,5- až 2-násobok súčasnej hustoty, čo znamená, že batérie sa zmenšia.]
[Rozsah zníženia nákladov na lítium-iónové batérie je maximálne 10 % až 30 %. Je ťažké znížiť cenu na polovicu.]
Od smartfónov až po elektromobily, technológia batérií postupne preniká do každého aspektu života. Akým smerom sa teda budú vyvíjať batérie budúcnosti a aké zmeny prinesú spoločnosti? S týmito otázkami na pamäti reportér First Financial minulý mesiac robil rozhovor s Akirom Jošinom, japonským vedcom, ktorý tento rok získal Nobelovu cenu za chémiu za lítium-iónové batérie.
Podľa Yoshina budú lítium-iónové batérie v nasledujúcich 10 rokoch stále dominovať v odvetví batérií. Vývoj nových technológií, ako je umelá inteligencia a internet vecí, prinesie „nepredstaviteľné“ zmeny v perspektívach použitia lítium-iónových batérií.
Nepredstaviteľná zmena
Keď si Jošino uvedomil pojem „prenosná“, uvedomil si, že spoločnosť potrebuje novú batériu. V roku 1983 sa v Japonsku zrodila prvá lítiová batéria na svete. Jošino Akira vyrobil prvý prototyp nabíjateľnej lítium-iónovej batérie na svete a v budúcnosti významne prispeje k vývoju lítium-iónových batérií, ktoré sa budú široko používať v smartfónoch a elektrických vozidlách.
Minulý mesiac Akira Jošino v exkluzívnom rozhovore pre No. 1 Financial Journalist povedal, že po tom, čo sa dozvedel o získaní Nobelovej ceny, „nemá žiadne skutočné pocity“. „Celé rozhovory ma neskôr veľmi zamestnali a nemohol som byť príliš šťastný,“ povedal Akira Jošino. „Ale ako sa blíži deň prevzatia cien v decembri, realita cien sa stáva silnejšou.“
Za posledných 30 rokov získalo Nobelovu cenu za chémiu 27 Japoncov alebo japonských vedcov, ale iba dvaja z nich, vrátane Akiru Jošina, získali ocenenia ako firemní výskumníci. „V Japonsku zvyčajne dostávajú ocenenia výskumníci z výskumných ústavov a univerzít a len málo firemných výskumníkov z tohto odvetvia získalo ocenenia,“ povedal Akira Jošino pre First Financial Journalist. Zdôraznil tiež očakávania odvetvia. Verí, že v spoločnosti existuje veľa výskumu na úrovni Nobelovej ceny, ale japonský priemysel by mal zlepšiť svoje vedenie a efektívnosť.
Yoshino Akira verí, že vývoj nových technológií, ako je umelá inteligencia a internet vecí, prinesie „nepredstaviteľné“ zmeny v perspektívach použitia lítium-iónových batérií. Napríklad pokrok v softvéri urýchli proces návrhu batérií a vývoj nových materiálov a môže ovplyvniť používanie batérie, čo umožní jej používanie v najlepšom prostredí.
Jošino Akira je tiež veľmi znepokojený príspevkom svojho výskumu k riešeniu globálnych problémov zmeny klímy. Pre First Financial Journalist povedal, že cenu získal z dvoch dôvodov. Prvým je príspevok k rozvoju inteligentnej mobilnej spoločnosti a druhým je poskytnutie dôležitého prostriedku na ochranu globálneho životného prostredia. „Príspevok k ochrane životného prostredia bude v budúcnosti čoraz zreteľnejší. Zároveň je to aj skvelá obchodná príležitosť,“ povedal Akira Jošino finančnému reportérovi.
Jošino Akira počas prednášky na Univerzite Meijo ako profesor povedal študentom, že vzhľadom na vysoké očakávania verejnosti týkajúce sa využívania obnoviteľnej energie a batérií ako protiopatrenia proti globálnemu otepľovaniu prednesie vlastné informácie vrátane myšlienok o environmentálnych otázkach.
Kto bude dominovať v odvetví batérií
Vývoj technológie batérií spustil energetickú revolúciu. Od smartfónov až po elektromobily je technológia batérií všadeprítomná a mení každý aspekt života ľudí. Či budú budúce batérie výkonnejšie a lacnejšie, ovplyvní každého z nás.
V súčasnosti sa priemysel zaviazal zlepšiť bezpečnosť batérií a zároveň zvýšiť ich energetickú hustotu. Zlepšenie výkonu batérií tiež pomáha riešiť klimatické zmeny prostredníctvom využívania obnoviteľných zdrojov energie.
Podľa Yoshina budú lítium-iónové batérie v nasledujúcich 10 rokoch stále dominovať v odvetví batérií, ale vývoj a nástup nových technológií bude naďalej posilňovať hodnotu a vyhliadky tohto odvetvia. Yoshino Akira pre First Business News uviedol, že energetická hustota lítium-iónových batérií môže v budúcnosti dosiahnuť 1,5- až 2-násobok súčasnej hustoty, čo znamená, že batéria sa zmenší. „Tým sa znižuje materiál, a tým aj náklady, ale nedôjde k výraznému poklesu nákladov na materiál.“ Povedal: „Zníženie nákladov na lítium-iónové batérie je maximálne o 10 % až 30 %. Chcieť znížiť cenu na polovicu je ťažšie.“
Budú sa elektronické zariadenia v budúcnosti nabíjať rýchlejšie? Akira Yoshino v reakcii uviedol, že mobilný telefón sa nabije za 5 – 10 minút, čo sa podarilo dosiahnuť v laboratóriu. Rýchle nabíjanie však vyžaduje silné napätie, ktoré ovplyvní výdrž batérie. V mnohých situáciách v skutočnosti ľudia nemusia nabíjať zvlášť rýchlo.
Od prvých olovených batérií, cez nikel-metalhydridové batérie, ktoré sú oporou japonských spoločností ako Toyota, až po lítium-iónové batérie používané spoločnosťou Tesla Roaster v roku 2008, tradičné kvapalné lítium-iónové batérie dominovali trhu s výkonnými batériami už desať rokov. V budúcnosti bude rozpor medzi hustotou energie a bezpečnostnými požiadavkami a tradičnou technológiou lítium-iónových batérií čoraz výraznejší.
V reakcii na experimenty a produkty polovodičových batérií od zahraničných spoločností Akira Yoshino povedal: „Myslím si, že polovodičové batérie predstavujú budúci smer a stále je tu veľa priestoru na zlepšenie. Dúfam, že čoskoro uvidím nový pokrok.“
Povedal tiež, že polovodičové batérie sú technologicky podobné lítium-iónovým batériám. „Vďaka zlepšeniu technológie môže rýchlosť pohybu lítium-iónových batérií konečne dosiahnuť približne štvornásobok súčasnej rýchlosti,“ povedal Akira Jošino reportérovi denníka First Business News.
Pevné batérie sú lítium-iónové batérie, ktoré používajú pevné elektrolyty. Pretože pevné elektrolyty nahrádzajú potenciálne výbušný organický elektrolyt v tradičných lítium-iónových batériách, riešia sa dva hlavné problémy: vysoká hustota energie a vysoká bezpečnosť. Pevné elektrolyty sa používajú pri rovnakej energii. Batéria, ktorá nahrádza elektrolyt, má vyššiu hustotu energie, zároveň má väčší výkon a dlhšiu životnosť, čo je vývojový trend lítium-iónových batérií novej generácie.
Pevné batérie však čelia aj výzvam, ako je znižovanie nákladov, zlepšenie bezpečnosti pevných elektrolytov a udržiavanie kontaktu medzi elektródami a elektrolytmi počas nabíjania a vybíjania. V súčasnosti mnoho globálnych automobilových spoločností investuje značné prostriedky do výskumu a vývoja pevných batérií. Napríklad Toyota vyvíja pevnú batériu, ale náklady nie sú zverejnené. Výskumné inštitúcie predpovedajú, že do roku 2030 sa očakáva, že celosvetový dopyt po pevných batériách sa priblíži k 500 GWh.
Profesor Whitingham, ktorý získal Nobelovu cenu spolu s Akirom Yoshinom, povedal, že polovodičové batérie by mohli byť prvé, ktoré sa budú používať v malej elektronike, ako sú smartfóny. „Pretože stále existujú veľké problémy pri aplikácii rozsiahlych systémov,“ povedal profesor Wittingham.
Čas uverejnenia: 16. decembra 2019