Conot Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport Naložba v vašo prihodnost
Baterija – srce električnega avtomobila
Center odličnosti nizkoogljične tehnologije (CO NOT) in Kemijski inštitut (KI) sta na delavnici predstavila litij ionsko baterijo, srce novega, čistejšega in varnejšega avtomobila prihodnosti

V okviru projekta Elektromobilnost za Slovenijo je petega maja 2011 na KI potekalo uvodno strokovno srečanje cikla, namenjenega električnim vozilom. Osrednja tema dogodka je bila baterija za električni avto. Srečanju bodo v nadaljevanju sledili posveti o elektrotehničnih, strojniških in infrastrukturnih vidikih elektromobilnosti.

Ker je v Sloveniji več kot 1.300.000 registriranih motornih vozil, je prehod na električni pogon gotovo tema, pomembna ne le za okolje in gospodarstvo, temveč tudi za uporabnike same. V svetovnem merilu je nujnost elektrifikacije vozil še bolj očitna. Mednarodni denarni sklad je ocenil, da je bilo v letu 2009 na svetu okoli 700 milijonov vozil, za leto 2050 pa napoveduje, da jih bo že tri milijarde.

V prihodnosti bomo tako namesto obupovanja nad onesnaženostjo zraka v gosto naseljenih mestnih središčih in nad cenami nafte iskali odgovore na vprašanja, kaj vse vpliva na ceno, varnost in življenjsko dobo akumulatorja našega električnega prevoznega sredstva

Dr. Miran Gaberšček, direktor CO NOT in vodja laboratorija za elektrokemijo materialov na KI, je pojasnil, da je prav od razvoja baterije odvisno, kako hitro in v kakšni meri se bodo uveljavili električni avtomobili. Na posvetu je predstavil vse ključne lastnosti sedanje generacije baterij in možen razvoj teh naprav v bližnji prihodnosti. »Naši baterijski materiali so prepoznavni v mednarodnem merilu. V določenih segmentih smo celo v svetovnem vrhu. Ker smo močno prisotni v razvojnih tokovih, hkrati pa dobro sodelujemo tudi z industrijo, menim, da lahko slovensko znanje in industrija odigrata pomembno vlogo pri razvoju električnega avtomobila.«

Baterije, ki poganjajo današnja električna vozila, so (še) pretežke, preokorne in premalo zmogljive. Zaradi teže je potrebno veliko pozornosti nameniti umestitvi baterije, da bo vozilo pravilno obteženo. To seveda vpliva tudi na varnost voznika in sopotnikov. Prav tako je za varno vožnjo nujna dovolj zmogljiva baterija. Kot je pojasnil dr. Robert Dominko, strokovnjak s področja litij ionskih baterij, zaposlen tako na KI kot na CO NOT, na ceno, varnost med delovanjem, življenjsko dobo, energijsko gostoto, moč in proizvodne možnosti pomembno vplivajo negativna in pozitivna elektroda ter elektrolitski sistemi. Na srečanju je predstavil delovanje litijevega ionskega akumulatorja z mikroskopskega in atomističnega vidika. Prav električni avto pa bistveno povečuje potrebe po litiju. Po nekaterih ocenah bo leta 2030 na cestah med 15% in 25% povsem električnih vozil, od katerih bo kar 75% do 90% z litij ionskimi baterijami. Konkretno to pomeni potrebo po 65.000 do 145.000 tonami litijevega karbonata.

Litij bo zato postal predrag in vedno težje dostopen, razlaga dr. Dominko. Vendar pa so zgoraj navedene ocene pripravljene na podlagi današnjega stanja tehnike, zato je prepričan, da se nam ni potrebno bati, da električni avto ne bi zmogel uspešnega preboja na ceste zaradi pomanjkanja litija. Že danes namreč litij zamenjujemo z drugimi, cenejšimi in bistveno lažje dostopnimi gradniki, kot je na primer natrij. Če torej nafte na cestah ne bo zmogel zamenjati litij ionski akumulator, bo to nalogo prav gotovo zmogla baterija prihodnjih generacij.

Iz: K. Striebel, J. Shim, V. Srinivasan, and J. Newman, Comparison of LiFePO4 from Different Sources, Journal of The Electrochem. Soc. 152 (4) A664-A670 (2005).

Slika 1: Primerjava kapacitet, ki jo dosežejo baterije pri majhnih in velikih močeh. V obeh primerih so se v hudi mednarodni konkurenci najbolje odrezali materiali, razviti na Kemijskem inštitutu.

Slika 2: Slika, posneta s transmisijskim elektronskim mikroskopom prikazuje tanek ogljikov film, s katerim so pokriti delci baterijskega materiala. Gre za novost, razvito v laboratorijih Kemijskega inštituta, ki je omogočila primerjalno najboljše rezultate slovenskih materialov, prikazanih na sliki 1.

Primerjava kapacitetSlika z mikroskopom


Fotogalerija

Baterija- srce električne avtomobila- CO NOT in Kemijski inštitutBaterija- srce električnega avtomobilaBaterija- srce električne avtomobila- CO NOT in Kemijski inštitut

Baterija Baterija- srce električne avtomobila- CO NOT in Kemijski inštitut


kemijski inštitut institut jožefa stefana univerza v novi gorici domel, d.d. inea d.o.o. razvojni center za vodikove tehnologije - rcvt mebius d.o.o. termoelektrarna šoštanj holding slovenskih elektrarn, d.o.o. petrol d.d. silkem, d.o.o. fakulteta za strojništvo, univerza v ljubljani iskra tela d.d. cinkarna celje, d.d. Ljubljanska univerza Image Map