Pozrite si
Vyššia účinnosť a objemová energetická hustota batérií umožní podstatným spôsobom zvýšiť ich kapacitu pri využití rovnakého priestoru. V praxi to môže priniesť až dvojnásobný dojazd elektromobilov na jedno nabitie.
Hoci dnes tie najlepšie autá do zásuvky dokážu prejsť na jedno nabitie 400 až 500 kilometrov, typické elektromobily sa držia skôr pod 200 km hranicou. S takýmto dojazdom sotva môžu konkurovať vozidlám na „fosílny pohon“.
Prílišná zložitosť batérií je na škodu
Áno, aj autá spaľujúce LPG, alebo CNG sú v zásade dinosaury, ktoré znečisťujú ovzdušie exhalátmi, hoci v menšej miere, než benzínové motory, nehovoriac o dieselových.
Aby sa tento hendikep podarilo prekonať, vedci a technici z Fraunhoferovho inštitútu pre keramické technológie a systémy IKTS z Drážďan pracujú na novom dizajne batérií. Ten by mohol zvýšiť dojazd elektromobilov až na 1000 km.
Elektromobil nemá jediný veľký akumulátor. Batéria pozostáva zo stoviek, alebo tisícov batériových článkov, ktoré sú zapuzdrené a sériovo-paralelne prepojené.
Tieto oddelené články potrebujú kryt, svorky, vodiče a kontakty a tiež elektronické obvody. Tento „balast“ sumárne zaberá, prakticky jalovo, až 50 percent objemu celej batérie. Okrem toho všetky elektrické prípojky, kontakty a vodiče vytvárajú elektrický odpor, pri prekonávaní ktorého sa časť energie stráca.
Fraunhoferov inštitút pre keramické technológie a systémy IKTS v Drážďanoch v spolupráci s ďalšími partnermi vyvíja nový typ batérie EMBATT, ktorý znižuje počet komponentov pri oveľa jednoduchšej konštrukcii. Tým by sa uvoľnil priestor, ktorý sa dá využiť na dodatočné články na uskladnenie elektrickej energie.
Projekt EMBATT
Nová koncepcia batérie je registrovaná pod značkou EMBATT. Dva projekty financuje Nemecké spolkové ministerstvo školstva a výskumu (BMBF) a Sächsische Aufbaubank (SAB). Fraunhoferov inštitút pre keramické technológie a systémy IKTS vyvíja elektródy a materiály elektród, ThyssenKrupp System Engineering vyrába batérie a IAV Automotive Engineering ich integruje do elektromobilov.
Nápad z palivových článkov
EMBATT čerpá inšpiráciu z ďalšieho perspektívneho pohonu pre elektromobily, z palivového článku. Palivové články pomocou chemickej reakcie kyslíka s palivom ako je vodík, metán, alebo metanol (prípadne etanol) a priepustnej membrány vyrábajú elektrinu.
Jednou z ich kľúčových komponentov je tzv. bipolárna platňa. Táto platňa pokrýva obidve strany článku a má niekoľko funkcií, ale jeho hlavným účelom je pôsobiť ako elektróda na zhromažďovanie elektrickej energie produkovanej článkom.
Myšlienka Fraunhoferovho inštitútu spočíva v náhrade krytov a jednotlivých kontaktov v batériových zostavách podobnými platňami. Namiesto toho, aby sa batérie umiestnili vedľa seba, boli by na veľkej ploche umiestnené priamo nad sebou a pokryté doskami, ktoré by zároveň preniesli prúd.
Toto by nielen zjednodušilo konštrukciu batérie, ale značne znížilo aj odpor, čím by sa mohlo rýchlejšie uvoľniť viac elektrickej energie.
V novom riešení má táto bipolárna doska formu kovovej pásky, ktorá je na oboch stranách pokrytá práškovou keramikou zmiešanou s polymérmi a elektricky vodivými materiálmi.
Keramika pôsobí ako energetické akumulačné médium, pričom jedna strana pásky funguje ako anóda a druhá ako katóda v závislosti od zloženia povlaku. Podľa Fraunhofer inštitútu by toto usporiadanie umožnilo jednoduchú výrobu a dlhú životnosť batérií. Ideálne parametre pre batérie elektromobilov.
Elektrické autá by tak mohli dostať batérie s väčšou kapacitou bez zvýšenia hmotnosti, alebo priestorových nárokov. Spolu s väčším zásobníkom energie by sa dojazd elektromobilov mohol v strednodobom horizonte predĺžiť na 1000 km.
V aktuálnych modeloch sa nové batérie zatiaľ neobjavia, EMBATT sa momentálne testuje v laboratórnych podmienkach. Ale zúčastnené spoločnosti pracujú na dopracovaní technológie tak, aby sa do roku 2020 mohla začať testovať v elektromobiloch.
Zdroj