[Energijska gostota litijevih baterij lahko v prihodnosti doseže 1,5- do 2-krat večjo od trenutne, kar pomeni, da bodo baterije postale manjše.]
[Znižanje stroškov litij-ionskih baterij je največ med 10 % in 30 %. Težko je prepoloviti ceno.]
Od pametnih telefonov do električnih avtomobilov, tehnologija baterij postopoma prodira v vse vidike življenja. V katero smer se bo torej razvijala prihodnost baterij in kakšne spremembe bo prinesla družbi? S temi vprašanji v mislih je novinar First Financial prejšnji mesec intervjuval Akiro Yoshina, japonskega znanstvenika, ki je letos prejel Nobelovo nagrado za kemijo za litij-ionske baterije.
Po Yoshinovem mnenju bodo litij-ionske baterije v naslednjih 10 letih še vedno prevladovale v industriji baterij. Razvoj novih tehnologij, kot sta umetna inteligenca in internet stvari, bo prinesel "nepredstavljive" spremembe v možnosti uporabe litij-ionskih baterij.
Nepredstavljiva sprememba
Ko se je Yoshino seznanil z izrazom »prenosna«, je spoznal, da družba potrebuje novo baterijo. Leta 1983 se je na Japonskem rodila prva litijeva baterija na svetu. Yoshino Akira je izdelal prvi prototip polnilne litij-ionske baterije na svetu in bo izjemno prispeval k razvoju litij-ionskih baterij, ki se bodo v prihodnosti pogosto uporabljale v pametnih telefonih in električnih vozilih.
Akira Yoshino je prejšnji mesec v ekskluzivnem intervjuju za No. 1 Financial Journalist povedal, da po tem, ko je izvedel, da je prejel Nobelovo nagrado, »nima pravih čustev«. »Potem ko so me intervjuji v celoti zaposlili, nisem mogel biti preveč srečen,« je dejal Akira Yoshino. »Toda ko se bliža dan prejema nagrad decembra, je resničnost nagrad postala močnejša.«
V zadnjih 30 letih je Nobelovo nagrado za kemijo prejelo 27 Japoncev oziroma japonskih znanstvenikov, vendar sta le dva, vključno z Akiro Yoshinom, prejela nagrado kot korporativna raziskovalca. »Na Japonskem raziskovalci iz raziskovalnih inštitutov in univerz običajno prejemajo nagrade, le malo korporativnih raziskovalcev iz industrije pa je prejelo nagrade,« je Akira Yoshino povedal za First Financial Journalist. Poudaril je tudi pričakovanja industrije. Meni, da je v podjetju veliko raziskav na ravni Nobelove nagrade, vendar bi morala japonska industrija izboljšati svoje vodstvo in učinkovitost.
Yoshino Akira meni, da bo razvoj novih tehnologij, kot sta umetna inteligenca in internet stvari, prinesel "nepredstavljive" spremembe v možnostih uporabe litij-ionskih baterij. Na primer, napredek programske opreme bo pospešil proces načrtovanja baterij in razvoj novih materialov ter lahko vplival na uporabo baterije, kar bo omogočilo njeno uporabo v najboljšem okolju.
Tudi Yoshino Akira je zelo zaskrbljen zaradi prispevka svojih raziskav k reševanju vprašanj globalnih podnebnih sprememb. Za First Financial Journalist je povedal, da je bil nagrajen iz dveh razlogov. Prvi je prispevek k razvoju pametne mobilne družbe, drugi pa zagotavljanje pomembnega sredstva za varovanje globalnega okolja. »Prispevek k varstvu okolja bo v prihodnosti vse bolj očiten. Hkrati je to tudi odlična poslovna priložnost,« je Akira Yoshino povedal finančnemu novinarju.
Yoshino Akira je kot profesor med predavanjem na univerzi Meijo študentom povedal, da bo glede na visoka pričakovanja javnosti glede uporabe obnovljivih virov energije in baterij kot protiukrepa proti globalnemu segrevanju predstavil svoje lastne informacije, vključno z mislimi o okoljskih vprašanjih.
Kdo bo prevladoval v industriji baterij
Razvoj tehnologije baterij je sprožil energetsko revolucijo. Od pametnih telefonov do električnih avtomobilov je tehnologija baterij vseprisotna in spreminja vse vidike življenja ljudi. Ali bodo baterije prihodnosti postale zmogljivejše in cenejše, bo vplivalo na vsakega od nas.
Trenutno si industrija prizadeva izboljšati varnost baterij in hkrati povečati njihovo energijsko gostoto. Izboljšanje delovanja baterij pomaga tudi pri reševanju podnebnih sprememb z uporabo obnovljivih virov energije.
Po Yoshinovem mnenju bodo litij-ionske baterije v naslednjih 10 letih še vedno prevladovale v industriji baterij, vendar bosta razvoj in vzpon novih tehnologij še naprej krepila vrednotenje in obete industrije. Yoshino Akira je za First Business News povedal, da bi lahko energijska gostota litijevih baterij v prihodnosti dosegla 1,5- do 2-krat večjo od trenutne, kar pomeni, da bodo baterije postale manjše. »To zmanjša material in s tem stroške, vendar ne bo prišlo do bistvenega znižanja stroškov materiala.« Dejal je: »Zmanjšanje stroškov litij-ionskih baterij je največ med 10 % in 30 %. Težje je prepoloviti ceno.«
Se bodo elektronske naprave v prihodnosti polnile hitreje? Akira Yoshino je v odgovoru dejal, da se mobilni telefon napolni v 5–10 minutah, kar so dosegli v laboratoriju. Vendar pa hitro polnjenje zahteva visoko napetost, kar bo vplivalo na življenjsko dobo baterije. V mnogih resničnih situacijah ljudem morda ne bo treba posebej hitro polniti.
Od zgodnjih svinčevo-kislinskih baterij, do nikelj-metalhidridnih baterij, ki so glavna opora japonskih podjetij, kot je Toyota, in litij-ionskih baterij, ki jih je leta 2008 uporabljal Tesla Roaster, so tradicionalne tekoče litij-ionske baterije že deset let prevladovale na trgu baterij za električne energije. V prihodnosti bo protislovje med gostoto energije in varnostnimi zahtevami ter tradicionalno tehnologijo litij-ionskih baterij postalo vse bolj izrazito.
Akira Yoshino je v odgovoru na poskuse in izdelke polprevodniških baterij tujih podjetij dejal: »Mislim, da polprevodniške baterije predstavljajo prihodnjo smer in da je še veliko prostora za izboljšave. Upam, da bom kmalu videl nov napredek.«
Povedal je tudi, da so trdne baterije po tehnologiji podobne litij-ionskim baterijam. »Z izboljšanjem tehnologije lahko hitrost gibanja litijevih ionov končno doseže približno štirikrat večjo hitrost od trenutne,« je Akira Yoshino povedal novinarju pri First Business News.
Trdne baterije so litij-ionske baterije, ki uporabljajo trdne elektrolite. Ker trdni elektroliti nadomeščajo potencialno eksplozivne organske elektrolite v tradicionalnih litij-ionskih baterijah, to rešuje dva glavna problema: visoko energijsko gostoto in visoko varnostno delovanje. Trdni elektroliti se uporabljajo pri enaki energiji. Baterija, ki nadomešča elektrolit, ima večjo energijsko gostoto, hkrati pa ima večjo moč in daljši čas uporabe, kar je razvojni trend naslednje generacije litijevih baterij.
Vendar se trdne baterije soočajo tudi z izzivi, kot so zmanjšanje stroškov, izboljšanje varnosti trdnih elektrolitov ter ohranjanje stika med elektrodami in elektroliti med polnjenjem in praznjenjem. Trenutno številna svetovna avtomobilska podjetja veliko vlagajo v raziskave in razvoj trdnih baterij. Toyota na primer razvija trdno baterijo, vendar stroški niso razkriti. Raziskovalne ustanove napovedujejo, da naj bi se svetovno povpraševanje po trdnih baterijah do leta 2030 približalo 500 GWh.
Profesor Whitingham, ki si je Nobelovo nagrado delil z Akiro Yoshinom, je dejal, da bi lahko bile trdne baterije prve, ki se bodo uporabljale v majhni elektroniki, kot so pametni telefoni. »Ker še vedno obstajajo velike težave pri uporabi velikih sistemov,« je dejal profesor Wittingham.
Čas objave: 16. dec. 2019