Ładowanie elektryka w 10 minut? Ten wynalazek może zmienić motoryzację
To może być jeden z ważniejszych zwrotów w drodze do powszechnej elektromobilności. Amerykańska firma poinformowała, że udało jej się stworzyć krzemowe anody do baterii elektrycznych. Dzięki temu zasięg elektryków ma się wydłużyć o jedną piątą, a ładowanie w zakresie 10-80 proc. pojemności może zostać skrócone nawet do 10 minut.
Na taki wynalazek kierowcy czekali od dawna. Po dwunastu latach prac i testów amerykańska firma Sila poinformowała, że jest gotowa do masowej produkcji krzemowych anod do baterii trakcyjnych. Zdaniem Amerykanów zastosowanie ich wynalazku pozwoli zwiększyć zasięg samochodów elektrycznych nawet o 20 proc.
O tym, że Amerykanie nie żartują najlepiej świadczy fakt, że na współpracę z Sila zdecydował się Mercedes. Pierwsze akumulatory z krzemowymi anodami trafić mają do modelu EQG. Chodzi o elektryczną odmianę legendarnej klasy G, która zadebiutować ma w ofercie Mercedesa w 2025 roku.
Szef Sila - Gene Berdichevsky - nazywa opracowany przez firmę materiał mianem "Titan Silicon". W jego opinii od 2026 roku Sila będzie w stanie produkować wystarczającą ilość materiału, by zaspokoić potrzeby 200 tysięcy samochodów elektrycznych. Ambitne plany zakładają, by w 2028 roku zdolności produkcyjne Sila odpowiadały zapotrzebowaniu na milion samochodów roczne.
Od czasu wynalezienia i upowszechnienia się baterii litowo-jonowych ich anody wytwarzane są z grafitu, który - niemal w całości - wydobywany jest i przetwarzany w Chinach. Materiał dobrze sprawdza się jako materiał anodowy, ale - zdaniem ekspertów - wiąże się to ze stosunkowo dużą masą i objętością, które "niczemu nie służą". Zastosowanie do budowy anody krzemu pozwala baterii szybciej się ładować i magazynować więcej energii. Ma też inną zaletę - przechowuje nawet 10-krotnie więcej jonów litu niż anoda z grafitu.
Problem polega na tym, że w kontakcie z jonami litu krzem rozszerza się nawet trzykrotnie, co powoduje szybką degradacje baterii i jej uszkodzenia (proces pęcznienia struktury). Wygląda jednak na to, że Amerykanom udało się otoczyć cząsteczki krzemu "strukturą wiążącą", zapobiegającą ich rozszerzaniu.
Przedstawiciele firmy mówią o czymś w rodzaju "kapsułek" lub "klatek" których budowa przypominać ma "ser szwajcarski". W gigantycznym uproszczeniu chodzić ma o to, by cząsteczki krzemu rozszerzały się wewnątrz opracowanej w tym celu struktury, co nie powodowałoby uszkadzania zewnętrznej powłoki i degradacji baterii.
O pracach nad własnymi krzemowymi anodami od dłuższego czasu informuje Tesla (ogniwa 4680). Wiele wskazuje jednak na to, że dzięki firmie z Doliny Krzemowej, pierwszym producentem, który wypuści na rynek korzystający z takiego rozwiązania samochód elektryczny stanie się jednak Mercedes. Co wprowadzenie nowej generacji akumulatorów oznaczać może dla kierowców?
To wynik porównywalny z najnowszymi bateriami "grafitowymi". Przedstawiciele Sila przekonują jednak, że korzystając z ich technologii można nie tylko wydłużyć zasięg pojazdów o dobre 20 proc. i o 15 proc. zmniejszyć masę akumulatorów. W opinii twórców nowej technologii - dzięki "Titan Silicon" w dającej się prognozować przyszłości będzie można znacząco skrócić czas potrzebny na ładowanie akumulatora trakcyjnego.
Sila przekonuje, że stawia sobie cel by doprowadzić do sytuacji, w której na ładowanie baterii trakcyjnej od 10 do 80 proc. jej pojemności potrzebne byłoby zaledwie 10 minut.
W wywiadzie dla agencji Bloomberg Gene Berdichevsky prognozuje, że do 2030 roku przynajmniej jedna trzecia oferowanych na rynku nowych aut elektrycznych korzystać będzie z krzemowych anod. W jego opinii, do 2035 roku do tej technologii przekonać się mają wszyscy liczący się producenci elektryków na świecie.
***
