Οι μπαταρίες προσεχώς θα φορτίζουν σε 5 λεπτά και θα έχουν διάρκεια ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων; Οι μπαταρίες συνιστούν την αχίλλειο πτέρνα των BEV: χρειάζονται πολύ χρόνο για να φορτιστούν, έχουν περιορισμένη αυτονομία και υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου. Όμως, οι πρόσφατες εξελίξεις αντιστρέφουν το πρόβλημα: οι καλύτερες μπαταρίες μπορεί σύντομα να καταστούν ο λόγος για τον οποίο όλοι θα θέλουν ένα BEV.
Η τεχνολογία εξελίσσεται. Η φόρτιση της μπαταρίας, η αυτονομία και η αξιοπιστία βελτιώνονται σταδιακά και τα BEV εξισούνται με τα ICE από άποψη κόστους και χρηστικότητας.
Δύο νέες εξελίξεις μπορεί σύντομα να δώσουν την πρωτοπορία στα BEV, σηματοδοτώντας το τέλος των ICE. Αντιμετωπίζουν τα δύο βασικά θέματα των BEV που απασχολούν πολλούς οδηγούς: τον χρόνο φόρτισης και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Χρόνος φόρτισης
Ακόμα και με τους σημερινούς ταχυφορτιστές, χρειάζονται περίπου 20 λεπτά για φόρτιση από 10% στο 80%. Αν και είναι καλύτερο από την αργή φόρτιση πολλών ωρών, εξακολουθεί να είναι περίπου 10 φορές περισσότερο από ό,τι χρειάζεται για να ανεφοδιαστεί ένα αυτοκίνητο βενζίνης.
Η βρετανική startup μπαταριών Nybolt μείωσε σημαντικά την φόρτισης των BEV, αναπτύσσοντας μπαταρία ιόντων λιθίου 35 kWh που μπορεί να φορτίσει από 10% στο 80% σε μόλις τεσσεράμισι λεπτά. Αυτό θα καθιστούσε τα BEV πρακτική εναλλακτική λύση ακόμα και για οδηγούς χωρίς οικιακή φόρτιση ή εταιρείες των οποίων οι επαγγελματικοί στόλοι χρησιμοποιούνται διαρκώς.
Βάσει δεκαετιών έρευνας του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, ο σχεδιασμός της νέας μπαταρίας ελαχιστοποιεί την παραγωγή θερμότητας κατά τη φόρτιση, μειώνοντας τον κίνδυνο υπερθέρμανσης που μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιές και εκρήξεις.
Η Nyobolt διαπραγματεύεται με οκτώ κατασκευαστές BEV για ενσωμάτωση των μπαταριών της στα μελλοντικά οχήματά τους. Δύο εμπόδια παραμένουν: η τεχνολογία απαιτεί σταθμούς υπερταχείας φόρτισης, οι οποίοι εξακολουθούν να σπανίζουν και το νιόβιο, κρίσιμο στοιχείο για τις μπαταρίες, είναι σε ανεπάρκεια.
Διάρκεια ζωής μπαταρίας
Η άλλη σημαντική εξέλιξη αφορά στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Ερευνητές του Πανεπιστημίου Επιστημών & Τεχνολογίας Pohang (POSTECH) της Νότιας Κορέας ανέπτυξαν μπαταρία BEV με διάρκεια ζωής έως και ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων.
Εξηγούν πώς το κατάφεραν σε άρθρο στο ACS Materials & Interfaces, διεθνές περιοδικό για την επιστήμη των υλικών.
Οι δευτερεύουσες μπαταρίες λιθίου των BEV μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε χημική ενέργεια για να την αποθηκεύσουν και στη συνέχεια αντιστρέφουν τη διαδικασία για να την χρησιμοποιήσουν. Ωστόσο, οι μικροσκοπικοί κρύσταλλοι της καθόδου νικελίου που διευκολύνουν αυτή τη διαδικασία υποβαθμίζονται σταδιακά καθώς φορτίζονται και αποφορτίζονται.
Αυτή η υποβάθμιση μειώνει την αποτελεσματικότητα των μπαταριών BEV με την πάροδο του χρόνου και περιορίζει τη διάρκεια ζωής τους.
Η λύση που επινοήθηκε από τους επιστήμονες του POSTECH: σύνθεση κρυστάλλων αρκετά μεγάλων προς αποτροπή της υποβάθμισης. Αυτοί οι αποκαλούμενοι «μονοί κρύσταλλοι» έχουν πολύ μεγαλύτερη χημική και δομική σταθερότητα, γεγονός που αυξάνει κατακόρυφα την αντοχή και τη μακροζωία τους.
Το κλειδί για αυτή την ανακάλυψη ήταν η εξεύρεση της κρίσιμης θερμοκρασίας σύνθεσης του υλικού. Σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία, οι συμπυκνωμένοι, υψηλής ποιότητας κρύσταλλοι μπορούν να παραχθούν εύκολα.
Οι μπαταρίες με αυτούς τους κρυστάλλους μπορούν να προσδώσουν στα BEV συνολική χιλιομετρική διάρκεια έως και ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων, δηλαδή περίπου 25 φορές την περιφέρεια της γης. Η τρέχουσα τεχνολογία μπαταριών παρέχει συνολική διάρκεια 160.000χλμ έως 320.000 χλμ ή περίπου 4 με 8 φορές την περιφέρεια της γης.
Η αντοχή της μπαταρίας ίσως να υπερβαίνει το ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα, δήλωσε ο καθηγητής Kyu-Young Park του POSTECH: «Θα συνεχίσουμε την έρευνά μας για να καταστήσουμε τις δευτερεύουσες μπαταρίες BEV φθηνότερες, ταχύτερες και μεγαλύτερης διάρκειας».
