A gyorsabb töltéstől a hosszabb hatótávig: 3 szilícium technológia, amely forradalmasítja az elektromos járművek akkumulátorait
Miközben az autógyártók és az akkumulátorcella-gyártók versenyeznek a hatékonyabb és gyorsabban tölthető elektromos autóakkumulátorok kifejlesztésén, van egy anyag, amely egyre nagyobb teret hódít az akkumulátor anódjában található mainstream grafit helyettesítésében: a szilícium.
Ennek az az oka, hogy a szilícium elméleti energiakapacitása tízszer nagyobb, mint a grafité, vagyis jelentősen megnövelheti az elektromos járművek hatótávolságát. A lítium-ionokat is sokkal gyorsabban képes felszívni a töltés során – felgyorsítva a folyamatot.
A szilícium anódhoz való hozzáadása azonban bizonyos kihívásokkal jár.
Az anyag hajlamos arra, hogy eredeti méretének körülbelül 400%-ára kitáguljon a töltési ciklus során, ami a szilíciumrészecskék megrepedését, illetve az anód szétesését okozhatja. Ez energiaveszteséghez és az akkumulátor leromlásához vezet.
Emiatt különböző cégek kutatják a lehetőségeket ezeknek a problémáknak a megoldására és a szilíciumban rejlő lehetőségek kiaknázására az akkumulátor teljesítményének javítására.
Íme a legjelentősebb technológiák, amelyek valódi fejlődést ígérnek az iparág számára:
Nanoporózus szilícium
A holland scaleup E-Magy strukturált szilícium részecskéket gyárt nanoméretű pórusokkal, amelyek nem duzzadnak, és nem törnek meg.
A cég azt állítja, hogy technológiájával az elektromos járművek akkumulátorai 40%-kal nagyobb energiasűrűséget és akár ötször gyorsabb töltést is elérhetnek anélkül, hogy ez az akkumulátor élettartamát befolyásolná.
A cég már lefutotta az első gyártási sorozatot, és jelenlegi üzemében 25 tonna szilíciumlemezt lehet legyártani, ami 4000 elektromos autó akkumulátorára elegendő.
Egy új létesítmény 2024-ben várható, több ezer tonnás tömegtermelést célozva.
Szilícium nanohuzalok
A kaliforniai székhelyű OneD Battery Sciences startup szilícium nanohuzalokat állított elő, amelyek közvetlenül az akkumulátorok anódjaiban található kereskedelmi grafitrészecskékhez olvadhatnak.
Ez a technológia három fő előnnyel kecsegtet:
- A töltési ciklusok során a szilícium nanohuzalok rugalmasak maradnak, és nem repednek meg.
- Minden egyes grafitrészecskén több százezer vezetékkel a szilícium megháromszorozza az anód energiasűrűségét.
- A nagyobb szilícium/grafit arány csökkenti az akkumulátorgyártás során a kWh-onkénti CO2 termelést.
Jelenleg a szilícium nanohuzalok egy dedikált kísérleti gyártási programon keresztül állnak a gyártók rendelkezésére, míg a teljesen kereskedelmi gyártás 2025-ben várható.
Szilícium-szén por
A washingtoni székhelyű Group14 startup kifejlesztett egy speciális szilícium-szén port, az SCC55-t.
Kemény szén alapú állványzatának köszönhetően a szilícium amorf és nano méretű formában marad. Ez lehetővé teszi, hogy az SCC55 ötször akkora kapacitást és akár 50%-os energiasűrűséget biztosítson, mint egy grafit anód.
Érdekes módon a kompozit használható bármilyen keverési arányhoz grafittal, vagy annak teljes helyettesítésére.
A cég már szállítja termékeit a gyártóknak, és további két gyár építését tervezi, amelyek évi 12 000 tonnát fognak termelni.
Ami igazán reménykeltő, az az, hogy mindhárom vállalat úgy tervezte meg megoldásait, hogy lehetővé tegye azok bővítését a meglévő gyártási és ellátási lánc folyamatok segítségével.
Ez azt jelenti, hogy ezek a technológiák nagy mennyiségben, gyorsan legyárthatók anélkül, hogy időt és pénzt fektetnének a gyártósorok átszerelésébe. Így nem kell sokat várnunk, hogy megtudjuk, a szilícium valóban képes-e kiaknázni a benne rejlő potenciált, hogy közelebb vigyen minket a gyorsabban tölthető és hosszabb hatótávolságú elektromos járművekhez.
Forrás: The Next Web
https://thenextweb.com/news/3-types-of-silicon-tech-that-will-revolutionize-ev-batteries