W ostatnich latach akumulatory litowo-jonowe stały się technologią kluczową w procesie przechodzenia na odnawialne źródła energii i pojazdy elektryczne (EV). Stale rosnące zapotrzebowanie na bardziej wydajne i niedrogie akumulatory stało się bodźcem do znaczącego rozwoju w tej dziedzinie. W tym roku eksperci przewidują kilka przełomów, które mogą zrewolucjonizować możliwości akumulatorów litowo-jonowych.
Godnym uwagi postępem, na który warto zwrócić uwagę, jest rozwój akumulatorów półprzewodnikowych. W przeciwieństwie do tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych, które wykorzystują ciekłe elektrolity, w akumulatorach półprzewodnikowych jako elektrolity wykorzystywane są materiały stałe lub ceramika. Ta innowacja nie tylko zwiększa gęstość energii, potencjalnie zwiększając zasięg pojazdów elektrycznych, ale także skraca czas ładowania i poprawia bezpieczeństwo, minimalizując ryzyko pożaru. Wybitne firmy, takie jak Quantumscape, skupiają się na półprzewodnikowych bateriach litowo-metalowych, chcąc zintegrować je z pojazdami już w 2025 roku[1].
Chociaż akumulatory półprzewodnikowe są bardzo obiecujące, badacze badają również alternatywne składy chemiczne, aby rozwiać obawy dotyczące dostępności kluczowych materiałów do akumulatorów, takich jak kobalt i lit. Poszukiwanie tańszych i bardziej zrównoważonych opcji w dalszym ciągu napędza innowacje. Co więcej, instytucje akademickie i firmy na całym świecie pilnie pracują nad poprawą wydajności akumulatorów, zwiększeniem ich pojemności, przyspieszeniem prędkości ładowania i zmniejszeniem kosztów produkcji[1].
Wysiłki mające na celu optymalizację akumulatorów litowo-jonowych wykraczają poza pojazdy elektryczne. Baterie te znajdują zastosowanie w magazynowaniu energii elektrycznej na poziomie sieci, umożliwiając lepszą integrację nieciągłych odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa. Dzięki wykorzystaniu akumulatorów litowo-jonowych do magazynowania w sieci znacznie poprawia się stabilność i niezawodność systemów energii odnawialnej[1].
W ramach niedawnego przełomu naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory opracowali przewodzącą powłokę polimerową znaną jako HOS-PFM. Dzięki tej powłoce powstają trwalsze i wydajniejsze akumulatory litowo-jonowe do pojazdów elektrycznych. HOS-PFM przewodzi jednocześnie elektrony i jony, zwiększając stabilność akumulatora, szybkość ładowania/rozładowania i ogólną żywotność. Służy również jako klej, potencjalnie wydłużając średni czas życia akumulatorów litowo-jonowych z 10 do 15 lat. Co więcej, powłoka wykazała wyjątkową wydajność po nałożeniu na elektrody krzemowe i aluminiowe, łagodząc ich degradację i utrzymując wysoką pojemność akumulatora przez wiele cykli. Odkrycia te dają nadzieję na znaczne zwiększenie gęstości energii akumulatorów litowo-jonowych, dzięki czemu będą one bardziej przystępne cenowo i dostępne dla pojazdów elektrycznych[3].
Ponieważ świat dąży do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i przejścia do zrównoważonej przyszłości, postęp w technologii akumulatorów litowo-jonowych odgrywa kluczową rolę. Ciągłe wysiłki badawczo-rozwojowe napędzają branżę do przodu, przybliżając nas do bardziej wydajnych, niedrogich i przyjaznych dla środowiska rozwiązań akumulatorowych. Dzięki przełomom w akumulatorach półprzewodnikowych, alternatywnych substancjach chemicznych i powłokach, takich jak HOS-PFM, potencjał powszechnego zastosowania pojazdów elektrycznych i magazynowania energii na poziomie sieci staje się coraz bardziej realny.
Czas publikacji: 25 lipca 2023 r
