Prečo automobilky investujú miliardy do polovodičových batérií? Zistite, čo prinesú vám!

21.11.2024 Redakcia Auto trendy (Foto: youtube.com/@beyonddiscoveryofficial).

V poslednej dobe výrobcovia automobilov čoraz častejšie prechádzajú na polovodičové batérie pre svoje elektromobily. Pozrime sa na to, z čoho sú tieto moderné batérie zložené a prečo sú také dôležité.

Prechod na elektromobilitu je nezvratný proces. Automobilový sektor prechádza zásadnými zmenami, vyvolanými potrebou znižovať emisie uhlíka a dodržiavať environmentálne predpisy.
V tomto kontexte sa elektromobily (EV) javia ako efektívna a udržateľná alternatíva k tradičným motorom so spaľovaním. Avšak technológia batérií, ktorá je srdcom elektrických vozidiel, má stále nedostatky.

Batéria je jedným z najdôležitejších komponentov elektromobilu, pretože akumuluje energiu potrebnú na chod motora. Od jej kapacity závisí, koľko kilometrov vozidlo prejde.

Batérie sú však tiež jedným z najdrahších prvkov automobilu, pridávajú na hmotnosti, obmedzujú dojazd a časom degradujú. Recyklácia pri skončení životnosti predstavuje veľkú ekologickú výzvu. Z tohto dôvodu sa mnohí výrobcovia obracajú k polovodičovým batériám, ktoré prekonávajú obmedzenia lítium-iónových batérií a ponúkajú vyšší dojazd, väčšiu bezpečnosť a ekologickosť.
Tieto batérie, po viac než desaťročí výskumu a vývoja, sú na prahu komercializácie. V čom sú také výnimočné a aké výhody prinášajú?

Čo sú polovodičové batérie a ako fungujú?

Na rozdiel od bežných batérií, polovodičové batérie nahrádzajú kvapalné elektrolyty pevným materiálom, ako sú polyméry, keramika či síra. Táto zmena zvyšuje bezpečnosť a ponúka lepšiu energetickú hustotu a efektivitu.

Fungujú na rovnakých princípoch: ióny sa pohybujú medzi anódou a katódou cez pevný elektrolyt, čím sa generuje elektrická energia. Absencia horľavých kvapalín eliminuje riziko únikov a prehriatia, čo ich robí bezpečnejšími.

Tieto batérie umožňujú aj použitie alternatívnych anódových materiálov, ako je kovové lítium, ktoré ponúka vyššiu kapacitu než grafit v lítium-iónových batériách.

Výhody polovodičových batérií

• Vyššia energetická hustota: Odhaduje sa, že polovodičové batérie dokážu uskladniť o 50 až 70 % viac energie na jednotku objemu, čo umožní dojazd áut nad 800 alebo až 1 000 km. To rieši hlavnú obavu spotrebiteľov – obmedzený dojazd.
• Zvýšená bezpečnosť: Bez horľavých kvapalín je riziko požiaru alebo výbuchu nižšie, aj v extrémnych situáciách, ako sú kolízie.
• Dlhšia životnosť: Vydržia viac cyklov nabíjania bez degradácie, čo predlžuje životnosť elektromobilov a znižuje náklady.
• Rýchlejšie nabíjanie: Pevná štruktúra umožňuje rýchlejší prenos energie, čím skráti čas nabíjania – kľúčový faktor pre rozšírenie elektromobilov.
• Zníženie ekologického dopadu: Znižujú závislosť na kobalte, ktorého ťažba má negatívne ekologické a etické dôsledky.

Výzvy, ktoré ešte treba prekonať

Napriek sľubným vlastnostiam sú polovodičové batérie stále pred rôznymi výzvami:

• Vysoká cena výroby: Výroba týchto batérií je drahá kvôli nákladným procesom a materiálom, a ich cena je zatiaľ vyššia než lítium-iónových batérií.
• Škálovateľnosť: Prenos technológie z laboratórií do masovej výroby je technickou a ekonomickou výzvou.
• Stabilita: Niektoré pevné materiály môžu mať problémy s odolnosťou, najmä pri dlhodobom používaní alebo extrémnych teplotách.
• Kompatibilita: Zavedenie polovodičových batérií si môže vyžiadať úpravy existujúcej infraštruktúry vozidiel a nabíjacích staníc.

Automobilový priemysel investuje do polovodičovej technológie

Napriek výzvam automobilky významne investujú do tejto technológie. Toyota, líder vo vývoji, plánuje do roku 2027 uviesť na trh vozidlá s polovodičovými batériami.

Volkswagen, BMW a Ford na spolupráci s QuantumScape urýchľujú komercializáciu. Japonsko a Nemecko podporujú výskum vládnymi fondmi, uvedomujúc si ich strategický význam pre energetickú transformáciu.

Partnerstvo Stellantis a Mercedes so spoločnosťou Factorial

Stellantis sa spojil s Factorial, špecialistom na polovodičové batérie, na vývoji vozidiel s touto technológiou. V roku 2026 plánuje demonštračnú flotilu s batériami Factorial.

Factorial dodáva články s technológiou FEST s hustotou energie nad 390 Wh/kg, čo robí tieto batérie perspektívnymi pre novú generáciu elektromobilov.

Stellantis integráciou batérií na platforme STLA Large umožní ich plné využitie. Mercedes od roku 2021 spolupracuje s Factorial na batérii Solstice s hustotou energie 450 Wh/kg, čo podľa Mercedesu môže zvýšiť dojazd elektromobilov o 80 %.

Toyota vyvíja vlastné batérie

Toyota vyvíja polovodičové batérie samostatne, v spolupráci so svojimi dcérskymi firmami. V septembri získala podporu od japonského ministerstva, aby znížila závislosť od Číny a Južnej Kórey.
Toyota plánuje rôzne typy batérií: v roku 2026 batérie „Performance“ s dojazdom 800 km, v roku 2027 „Popularization“ s 600 km. Od roku 2028 očakáva modely s dojazdom 1 200 km a ultra rýchlym nabíjaním za 20 minút, v budúcnosti až 1 500 km na jedno nabitie.

Využitie mimo automobilového priemyslu

Polovodičové batérie môžu zmeniť aj iné odvetvia. V elektronike umožnia ľahšie a odolnejšie produkty, v letectve znížia uhlíkovú stopu a v energetike optimalizujú ukladanie obnoviteľných zdrojov.

Ich potenciál prekračuje automobilový priemysel a predstavuje prelom. Ak sa prekonajú súčasné prekážky, polovodičové batérie zmenia pravidlá hry a posilnia konkurencieschopnosť elektromobilov. Úspech bude závisieť od technického pokroku i globálnej spolupráce. Nasledujúce desaťročie je kritické pre naplnenie ich potenciálu.

Redakcia Auto trendy.

Súvisiace články:

Neuveriteľná inovácia z Nemecka: Batéria, ktorá odľahčí auto!

Prelom v batériovej technológii: Ako CATL mení pravidlá hry pre elektromobily ešte pred rokom 2027

Budúcnosť automobilov v Maďarsku: Elektrizujúci príchod závodov BYD a BMW v roku 2025!

Ďakujeme, že ste si prečítali náš článok. Odporúčame vám sledovať nás v službe Google News a na Facebooku.