10-szer nagyobb energiasűrűség, mint a lítium akkumulátor? A Porsche kifejlesztette a szilícium anód akkumulátort, és azt tervezi, hogy 5 éven belül tömegesen gyártja
A spanyol "Public" napilap nemrégiben arról számolt be, hogy az akkumulátorgyártás fontos szén-dioxid-kibocsátási forrás az elektromos járművek gyártási folyamatában, amely a teljes kibocsátás 25-40% -át teszi ki. Egyre több gyártó dolgozik a kibocsátás csökkentésén ezen a területen, de a Porsche tovább akar menni. A vállalat jobb teljesítményű és kisebb szénlábnyomú akkumulátort fejleszt. Ez egy tökéletes akkumulátor?
A Porsche a következő 10 évben mintegy 1 milliárd eurót fektet be különböző dekarbonizációs intézkedésekbe, beleértve az összeszerelő üzemek szén-dioxid-kibocsátásának csökkentését. A Porsche Taycan gyártása Zuffenhausenben (Stuttgartban, Németországban) a kezdetektől fogva szén-dioxid-semleges, de egy autó építése sokkal több, mint a gyártósor összes alkatrészének összeszerelése.
Az akkumulátorok az elektromos járművek gyártásának egyik fontos kibocsátási forrása. Ebben a linkben a nyersanyagok, például a nikkel és a kobalt finomított termékekké történő átalakításának több gyártási lépése, amelyek akkumulátorokban használhatók, hatalmas mennyiségű energiát fogyasztanak.
Benjamin Pasenberg, a Porsche nagyfeszültségű rendszerekért felelős vezetője elmondta: "A zöld energia nagyon fontos, különösen az akkumulátorgyártásban, ahol sok energiát igényel a dolgok felmelegítése." Azonban csak zöld (vagy alacsony kibocsátású) energiaforrások használata az akkumulátorok előállításához nem elegendő ahhoz, hogy a Porsche (vagy más gyártók) megfeleljenek kibocsátási céljaiknak. Szükség van arra is, hogy újragondoljuk magát az akkumulátort, hogy csökkentsük az akkumulátorgyártási gyakorlatokból eredő szennyezést.
Ennek érdekében a Porsche egy új akkumulátoron dolgozik. Az akkumulátor állítólag erősebb, gyorsabban töltődik, és kisebb szén-dioxid-lábnyommal rendelkezik, mint a jelenlegi akkumulátorok. Az alkalmazott technológia az, hogy több szilíciumot használjon az akkumulátor anódjában, nem pedig a ma általánosan használt grafitot.
Otmar Beecher, a Porsche elektromos járművekért felelős vezetője szerint a szilícium anódok tízszer nagyobb energiasűrűek. A Porsche 20-25 százalékkal több wattórát vár literenként, mint a mai hagyományos lítium-ion akkumulátorok. Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos energiakapacitás alatt az akkumulátor térfogata kisebb. Az akkumulátorok jobb energiahatékonysága viszont azt jelenti, hogy kevesebb akkumulátorra van szükség a jármű áramellátásához, ami csökkenti a teljes súlyt (és csökkenti az akkumulátorok számára szükséges helyet is).
A kisebb járműtömeg alacsonyabb akkumulátor-fogyasztást is jelent, de hol van a környezetre gyakorolt pozitív hatás? Először is, ennek az új cellának a kialakítása csökkenti az alumíniumcella szerkezetének (házának) anyagigényét a hengeres cellatervekhez képest. Az alumínium gyártása az autók egyik fontos szén-dioxid-kibocsátási forrása. A Volvo legújabb tanulmánya szerint az alumínium a modern járműanyagok gyártásából származó kibocsátás 30 százalékát teszi ki, még akkor is, ha maga az akkumulátor. Ezért az alumínium használatának csökkentése a kibocsátások nagy részét is csökkenti. Bár részleteket nem közöltek, a Porsche azt mondta, hogy az akkumulátor gyorsabban fog tölteni.
Másrészt az ilyen akkumulátorok kobalttartalma csökkenne. Ma már ismert, hogy a kobaltot nehéz beszerezni, nagyon drága, és nagy hatással van a környezetre. A kobalt jelenleg a Taycan akkumulátor katód anyagának 20 százalékát teszi ki, és a Porsche reméli, hogy új technológiája a kobalt részesedését mindössze 5-10 százalékra csökkenti.
A károsanyag-kibocsátás további csökkentése érdekében a Porsche az ellátási láncra fog összpontosítani. A német vállalat kobaltot, nikkelt és más nyersanyagokat szerez be Európából, hogy közelebb kerüljön ahhoz, ahol az új akkumulátorokat gyártják, a Porsche weissachi kutatási és fejlesztési központjának közelében. A Porsche-ért felelős érintett személy szerint a katódanyagok beszerzése a Schwarzheide-ből, Németországból, németország helyett az én országom helyett 25% -kal csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást.
Emellett a Porsche arra ösztönzi beszállítóit, hogy az akkumulátorokat és más alkatrészeket teljes egészében megújuló energiából állítsák elő. A német autógyártó közölte, hogy a továbbiakban nem fontolgatja a hosszú távú szerződéseket olyan beszállítókkal, akik nem hajlandók tanúsított "zöld" energiát használni. A Porsche szerint az ellátási lánc az autógyártó teljes üvegházhatásúgáz-kibocsátásának mintegy 20 százalékát teszi ki. Ez 2030-ra 40 százalékra emelkedik, mivel a termelés az elektromos járművekre helyeződik át.
A nagy kérdés az, hogy mikor fogjuk látni ezt az "ideális" Porsche akkumulátort egy közúti autóban? Az autóipar sok más technológiájához hasonlóan először a versenyautókban fogják használni, ahol a nagy teljesítmény és a gyors töltési képességek a legfontosabbak. Otmar Beecher elmondta: "Általában 2-3 évre vagyunk a sorozatgyártású autókra való átállástól. Ezt fogjuk látni a sorozatgyártású autókban 2025 után." A Porsche arra számít, hogy öt éven belül kereskedelmi forgalomba hozza a nagy teljesítményű akkumulátort.
Ami a termelést illeti, a cél az, hogy legalább 100 MWh-s éves teljesítményt érjenek el, ami körülbelül 1000 autó áramellátására elegendő. Ez arra enged következtetni, hogy kezdetben csak valamilyen nem gyártási modellre szánják, esetleg valami nagyon nagy teljesítményű szuperautóra.
Természetesen ez nem egy tökéletes akkumulátor. A tökéletes akkumulátor másodpercek alatt töltődik, nem melegszik túl vagy veszít kapacitásából az idő múlásával, és könnyű és olcsó. Valószínűleg soha nem fogunk látni egy akkumulátort, amely mindezeket a funkciókat tartalmazza, de rövid és középtávon a Porsche akkumulátora nagyon közel kerül - legalábbis elméletben - az ideális akkumulátorhoz. (összeállított / Li Zijian)
