IBM má ekologickou revoluční baterii, k výrobě využije i mořskou vodu
20.12.2019, Milan Šurkala, aktualita
Společnost IBM přichází s revolučním typem akumulátoru, který je ve fázi testování a měl by být výrazně ekologičtějším typem než nynější typy. Přitom má mít stejné nebo i lepší vlastnosti, což by mohlo pomoci např. elektromobilitě.
Další revoluční typ akumulátorů chce na světlo světa uvést společnost IBM. Zásadní výhodou nových akumulátorů má být podstatně nižší ekologický dopad, což je zásadním problémem dnešních článků. Novinka totiž nepotřebuje nikl nebo kobalt, jehož těžba je obrovským problémem a mnohé společnosti (Apple, Google, Microsoft, Dell a Tesla) jsou nyní hnány dokonce k soudu za to, že benefitují na dětské práci v dolech v Kongu. IBM zde použilo tří v bateriích a akumulátorech dosud nepoužitých materiálů, které lze navíc získávat z mořské vody. I když nejde o jednoduchý proces, měl by být ekologičtější než těžba výše zmíněných kovů.
Další výhodou novinky má být nižší cena, rychlejší nabíjení, větší hustota energie i efektivita a nižší riziko požáru. Elektrolyt totiž má mít velmi vysoký bod vzplanutí a při nabíjení by neměly vznikat typické dendrity, které pak způsobují nižší efektivitu a zkraty v lithiových článcích. Pokud jde o rychlost nabíjení, za 5 minut by mělo být dosaženo 80% nabití, což je dostatečné už i pro rychlé nabíjení elektromobilů na cestách.
Vedle nižší ceny, větší stability a vyšší rychlosti nabíjení tu máme také vyšší hustotu. Pokud jde o výkon, který je baterie schopna dodávat, tak jde o 10 kW na litr objemu. Zajímá-li vás množství uchované energie, tak ta činí 800 Wh na litr, což je zhruba na úrovni nejlepšího Li-Ion akumulátoru. Nové akumulátory od IBM mají také 90% efektivitu (pro ziskání 9 kWh energie z akumulátoru je potřeba nabít 10 kWh).
Pokud si to máme dát do kontextu elektromobilů, tak akumulátor o objemu 50 litrů, což je velikost standardní palivové nádrže spalovacích aut, by byl schopen dodávat až 500 kW, což je vysoko nad požadavky drtivé většiny aut. Byl by pak schopen pojmout asi 40 kWh energie, což by mohlo stačit na ujetí více než 200 km na jedno nabití. To je ale výrazně méně, než by zvládlo stejné auto s benzínovou nebo naftovou nádrží stejného objemu.
Pro zajímavost, např. Tesla Model S s 85kWh akumulátorem má 16 modulů o celkovém objemu 246 litrů, což by v případě nové verze od IBM znamenalo 197 kWh energie (2,3× více). Dost na ujetí zhruba 1000 km v autě velikosti Modelu S. Ta má však starší články typu 18650. V případě Modelu 3 se 75kWh akumulátorem a články typu 2170 tu máme 4 moduly s celkovým objemem 188 litrů. Nový typ akumulátoru od IBM by při stejném objemu měl nabídnout 150 kWh (dvojnásobek) a s tím zhruba 800-1000km dojezd u běžných aut nižší a střední třídy.
Než však začnete namítat, že už tu bylo spoustu revolučních baterií a kde nic tu nic, bylo by dobré upozornit, že od zveřejnění konceptu do jeho komerční aplikace to obvykle trvá opravdu hodně dlouho a nejde o měsíční záležitost. Většina dodnes používaných typů akumulátorů od návrhu do komerční aplikace potřebovala okolo 20 let. Jen se podívejte např. na Li-Pol akumulátory, které jsou nyní docela běžné v powerbankách, wearables a podobně, přičemž se masověji začaly objevovat teprve před pár lety. K představení technologie ale došlo na počátku 90. let, přičemž její základy jsou dokonce ještě ze 70. let. Opravdu to není měsíční záležitost.
IBM na vývoji spolupracuje se společnostmi a výzkumnými centry Mercedes-Benz Research and Development North America a Central Glass. Připomeňme však, že akumulátor je stále v rané fázi vývoje a testů, takže první nesmělé komerční pokusy se očekávají až tak za dva roky, masové nasazení za mnohem delší dobu.
Ještě další věci spojené s elektromobilitou by se slušelo uvést. Mnozí straší s tím, že co by se stalo, kdyby najednou všechna auta byla elektrická. Dívají se na to optikou roku 2019 pro stav plné elektromobility, který však nastane za mnoho desítek let. A za mnoho desítek let bude také výroba elektřiny i její skladování v akumulátorech na jiné úrovni než dnes. I kdyby se ode dneška neprodalo jediné spalovací auto (nereálné) a prodávala se jen elektrická auta, a to v takovém objemu jako ta spalovací (také naprosto nereálné už kvůli ceně nebo nedůvěře v ně), tak při průměrném stáří vozového parku v ČR přes 14 let by to znamenalo většinovou obměnu vozového parku na elektrický za cca 28-29 let, tedy zhruba někdy kolem roku 2048-2050.
Poněvadž oba optimistické předpoklady jsou naprosto nereálné, realita bude přinejlepším tak někde kolem roku 2065-2070. Takže strašit 100% elektromobilitou, která nastane asi za 50 let, dnešní optikou, je poněkud přehnané. Jen se podívejte, kdy jsou technologie dnes, a kde byly v roce 1969.
Velmi dobře to ukazuje i Norsko. Tam jsou prodeje elektromobilů díky enormně vysokým daním na spalovací auta hodně vysoké, nyní dosahují stěží uvěřitelných 60 %. Ale to neznamená, že tam jezdí 60 % elektromobilů. Kvůli postupné obnově vozového parku má Norsko, které je snad nejagresivnějším propagátorem EV na světě, i po zhruba 10 letech této propagace jen 8% zastoupení čistě elektrických aut ve vozovém parku. To také současně ukazuje, že máme asi tak 30-40 let na to, abychom vyřešili, jak vyrobit navíc elektřinu pro všechna nová elektrická auta. Náš nynější vývoz elektřiny by přitom měl pokrýt poptávku po elektřině pro EV tak do roku 2050. Není to ale pochopitelně ani zdaleka tak růžové. Se zavíráním uhelných elektráren se tento termín totiž značně přiblíží k současnosti a je třeba jednat mnohem dřív. Podobně tak to ukazuje fakt, jak rychle je třeba řešit nabíjecí infrastrukturu.
