Mobilitás

Ez a jövő? Új típusú akkumulátorokat tesztelnek az autógyártók

Devenyi Dalma | 2024.05.18. 06:05

A következő generációs elektromosautó-akkumulátorok zsúfolt mezőnye percről percre zsúfoltabbá válik. Az új szilárdtest-technológia nagy figyelmet kap, de a lítium-kénes formulák is vonzzák az innovátorokat és a befektetőket. A kén egy bőségesen rendelkezésre álló, nem mérgező, olcsó anyag, amely szélesre tárhatná az elektromosautó-piacot, ha a kutatók meg tudnának oldani néhány bosszantó kémiai és mechanikai lebomlási problémát.

 

Hosszú út vezet a lítium-kén akkumulátorokig

Már egy ideje téma a fenntartható közlekedés témakörében, hogy a lítium-kén kombináció segíthet az elektromos járművek árának csökkentésében, mivel leválthatja a hagyományos lítium-ionos technológiát – írja a Clean Technica. Korábban a lítium-ion akkumulátorok jelentették az akkumulátorok arany standardját, de ezek sokáig meglehetősen nehéz és költséges megoldást jelentettek, és korlátaik voltak a fő okai annak, hogy az elektromos autók sokáig az egyszeri autóvásárló számára elérhetetlenek voltak.

A lítium-ion technológia ára azonban időközben csökkent, és egyre olcsóbb elektromos autók jelennek meg a piacon. Az autóvásárló közönséget azonban minden irányból szorongatják anyagilag. Az elektromos autók árának minél alacsonyabbra szorítása segítene abban, hogy a zéró emissziós mobilitás a környezetvédelem mellett gazdaságos választássá is váljon.

Ez mind szép és jó, de a lítium-kén akkumulátorok fejlesztőinek még sok a dolguk. Ami a kémiai problémákat illeti, a technológia korábbi változatai már néhány töltési ciklus után degradálódtak. Ráadásul az akkumulátor zsugorodásával és duzzadásával mechanikai romlás is bekövetkezik, végül az eredmény az, hogy a kénrészecskék elektromos funkció nélkül sodródnak, csökkentve a hatékonyságot és hozzájárulva a további problémákhoz.

A következő generációs elektromosautó-akkumulátorok zsúfolt mezőnye percről percre zsúfoltabbá válik. (Fotó: Canva)

 

Egy amerikai startup új lítium-kénes akkumulátorokat szállít

A lítium-kén kihívással foglalkozó startupok egyike a kaliforniai Lyten cég, amely az elmúlt hónapokban nagy lépéseket tett. A legfrissebb hír, hogy május elején a vállalat bejelentette, hogy az új lítium-kénes tasakos celláiból A-mintákat szállít az amerikai és az uniós autógyártóknak értékelésre. Az A-minták értékelése céljából történő szállítása még messze van a kereskedelmi szintű gyártástól. A Lyten jelenleg az A-mintákat egy kísérleti méretű gyártósoron állítja elő, amely tavaly kezdte meg működését.

Ez jelentős mérföldkő az új akkumulátorok történetében. A Lyten leírása szerint a mintaszállítás „elindítja az órát” a tömegpiachoz vezető visszaszámlálásban. A kísérleti gyártósoron szabványos lítiumion-gyártó berendezéseket is bevetnek, hogy demonstrálják a gyors méretnövelés lehetőségét.

„A Lyten lítium-kén cellákat gyárt mind tasakos, mind hengeres formátumban, és jelenleg a 6,5 Ah-s tasakos cellaformátumot szállítja a vásárlók számára értékelésre” – magyarázta a vállalat május 8-i sajtóközleményében. A Lyten a hengeres cellák A-mintáit is várhatóan még ebben az évben szállítja.

 

Az akkumulátorok ellátási láncának megtisztítása

Tekintettel arra, hogy a lítium-ion technológia már akkor kiforrottnak volt mondható, amikor a kutatók még csak elkezdtek foglalkozni a lítium-kén technológiával, joggal merül fel a kérdés, hogy miért is próbálnak felzárkózni. Lyten négy jó okot hoz fel:

  1. Az első az energiasűrűség. A Lyten azt állítja, hogy a lítium-kén formula a nikkel-mangán-kobalt technológia formájában a lítium-ion akkumulátorok energiasűrűségének kétszeresét képes biztosítani. Az elektromosautó-alkalmazások szempontjából ez nagyobb hatótávolságot jelent, vagy ugyanazt a hatótávolságot kisebb, könnyebb csomagolással.
  2. A második a költség. A Lyten a katódjait kénnel és egy szabadalmaztatott grafénnal készíti, így a drágább anyagok, a kobalt és a mangán, valamint a nikkel használatát kiküszöböli. A lítium-fém kompozit anód szintén kizárja a grafitot az akkumulátorok képéből.
  3. A harmadik a szén-dioxid-kibocsátás. A Lyten számításai szerint a kobalt és más kritikus anyagok kiküszöbölése az akkumulátorgyártáshoz kapcsolódó energia jelentős csökkenését eredményezi. A vállalat előrejelzései szerint az akkumulátorok szén-dioxid-kibocsátása 65%-kal alacsonyabb lesz.
  4. A negyedik tényező az ellátási lánc megbízhatósága és a nemzetbiztonság. A Lyten azt állítja, hogy az akkumulátorai teljes egészében az Egyesült Államokból és az EU-ból származnak.

Az új szilárdtest-technológia nagy figyelmet kap, de a lítium-kénes formulák is vonzzák az innovátorokat és a befektetőket. (Fotó: Canva)

 

Kinek van szüksége új lítium-kén akkumulátorokra?

Ami az új akkumulátorok korai alkalmazóit illeti, a Lyten sajtóközleményében a Stellantist említette a több mint 20, még meg nem nevezett ügyfél közül. A vállalat megjegyzi, hogy az év elején a Chrysler az új Li-S akkumulátorokat a nemrég bemutatott, futurisztikus Halcyon koncepcióautójában mutatta be.

Lyten a védelmi alkalmazásokat is megemlítette, ahol a hazai ellátási lánc hozzáférhetőségével kapcsolatos dolog már bejött a képbe.

Január 30-án a Lyten közölte, hogy 4 millió dolláros támogatást kapott az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumától (DoE), miután elfogadtak egy új törvényt, amely korlátozza, hogy az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma ne vásárolhasson akkumulátorokat kínai cégektől. A korlátozások 2027-ben lépnek hatályba.

„A DoE lítium-kénnel kapcsolatos támogatás odaítélése a múlt hónapban kétpárti támogatással törvénybe iktatott Nemzeti Védelmi Engedélyezési Törvény elfogadását követi, amely 2027 októberétől kezdve megtiltja az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának, hogy a legnagyobb kínai gyártók által gyártott akkumulátorokat vásároljon” – írta a Lyten.

A támogatás keretében a Lyten a Stanford Egyetemmel, a Texasi Egyetemmel és az Arcadium Lithium céggel (amely a Livent és az Allkem fúziójából jött létre) fog együttműködni, azzal a céllal, hogy felgyorsítsák a lítium-kén akkumulátorok gyártását.

Egyelőre az amerikaiaknak nem kell túlságosan izgulniuk a nemzetvédelmi szempontok miatt, legalábbis ami az akkumulátorokat illeti. A Pentagon rutinszerűen használ újratölthető akkumulátorokat az elektronikus eszközökhöz, de rendkívül óvatos volt a gigantikus földi járműparkjának villamosításával kapcsolatban.

2015-ben a hagyományos lítiumion-technológia tekintetében különösen borús volt a kép. A pozitívum, hogy a hadsereg a kén területén kutatott alternatív megoldás után. Még 2015-ben a hadsereg kutatólaboratóriuma részt vett a lítium-kénes akkumulátorok lítium-fém anódjainak degradációját megakadályozó stratégiák értékelésében. Egy másik fejlesztés 2017-ben debütált, amikor a hadsereg kutatási laboratóriuma az Oxfordi Egyetemmel és a Michigani Egyetemmel együttműködve szilárd elektrolitok lítium-kénes elektromosautó-akkumulátorokban való felhasználásának vizsgálatára törekedett.

2020-ban a hadsereg kutatói segítettek egy több intézményt érintő tanulmány elkészítésében a lítium-kén akkumulátorokról, amely egy új, teljesítménynövelő elektrolitra összpontosított.

A Michigani Egyetem kutatói szintén újrahasznosított kevlárszálakat vetettek be a lítium-kén akkumulátorok élettartamának meghosszabbítására és a költségek alacsonyan tartására egy olyan projekt keretében, amelyet a Védelmi Minisztérium a Nemzeti Tudományos Alapítvánnyal együtt finanszírozott. Bár a dolgok eddig álmos tempóban kúsztak, néhány új tevékenység az elektromos vészhelyzeti járművek területén azt jelezheti, hogy a tempó felgyorsulhat.

 

Kiemelt kép forrása: Lyten

  Devenyi Dalma
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2024 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.