Μπαταρίες ξηρού τύπου: Το επόμενο βήμα στην ηλεκτροκίνηση!

Υπόσχονται να λύσουν ΟΛΑ τα προβλήματα των ηλεκτρικών σήμερα!

• Παρά την εξέλιξη των μπαταριών λιθίου και την ευρύτερη χρήση στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, χρειάζεται αρκετός χρόνος ακόμα για να αφήσουν πίσω τους παραδοσιακούς θερμικούς κινητήρες.
• Η νέα τεχνολογία Solid State (ξηρού τύπου) μπαταριών υπόσχεται να φέρει την επανάσταση στο χώρο της ηλεκτροκίνησης.
• Οι μπαταρίες ξηρού τύπου θα έχουν μικρότερες διαστάσεις, καλύτερη απόδοση, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, θα είναι πιο γρήγορες στη φόρτιση και ελαφρύτερες, τι άλλο θέλετε;

Τι άλλο θες από ένα ηλεκτρικό;
Είναι αυτή η λύση στα προβλήματα των ηλεκτρικών;

Ας ξεκινήσουμε από τα βασικά, τις μπαταρίες (ή αλλιώς συσσωρευτές πιο επίσημα) τις συναντάμε καθημερινά σε πλήθος φορητών και οικιακών ηλεκτρικών συσκευών. Είναι ένα μέσο να αποθηκεύουμε ηλεκτρική ενέργεια και να μπορούμε να την χρησιμοποιήσουμε αργότερα ή όποτε την χρειαζόμαστε. Κλασικό παράδειγμα αποτελεί το smartphone μας ή το laptop, που μας δίνεται η δυνατότητα να τα κουβαλάμε σχεδόν παντού και να κάνουμε εκτενή χρήση τους, χωρίς να μας περιορίζει κάποια απευθείας σύνδεση με τροφοδοσία. Με τα χρόνια, αυτές οι συσκευές έγιναν λεπτότερες σε διαστάσεις, πιο ελαφριές σε βάρος, ενώ παραμένουν «ζωντανές» για περισσότερο χρόνο. Παρόμοια φιλοσοφία ακολουθείται και στα ηλεκτροκίνητα οχήματα, καθώς πρόκειται να είναι το μέλλον της αυτοκίνησης.

Πως δουλεύουν οι μπαταρίες;

Κάθε συσσωρευτής, στην ουσία είναι μια μονάδα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία μετατρέπει την χημική ενέργεια σε ηλεκτρική μορφή. Αποτελείται από δυο ηλεκτρόδια που βρίσκονται μέσα σε κάποιο αγώγιμο μέσο, τον ηλεκτρολύτη. Με βάση την σημερινή τεχνολογία και ανάλογα τον τύπο της μπαταρίας, ένας ηλεκτρολύτης μπορεί να είναι υγρός, είτε κάποιας μορφής τζελ ή στερεό υλικό. Τα δύο ηλεκτρόδια χωρίζονται σε άνοδο και κάθοδο, καθώς μεταξύ τους υπάρχει ένα πορώδες τοίχωμα, γνωστό και ως διαχωριστής, προκειμένου να αποφευχθεί το βραχυκύκλωμα. Οι χημικές αντιδράσεις που γίνονται στην μπαταρία, προκαλούν τη δημιουργία ηλεκτρονίων στην άνοδο και ενώ υπάρχουν πολύ λιγότερα στην κάθοδο, παράγεται μια ηλεκτρική διαφορά ή αλλιώς ηλεκτρική τάση. Τα ηλεκτρόνια προσπαθώντας να αναδιοργανωθούν, πηγαίνουν προς την κάθοδο ώστε να δημιουργήσουν μία ισορροπία, με τον ηλεκτρολύτη να καθυστερεί αυτό το «ταξίδι». Κάπως έτσι, γίνεται κατανοητό πως ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα, όταν συνδεθεί μια μπαταρία σε ένα κλειστό κύκλωμα.

Οι μπαταρίες λιθίου στα αυτοκίνητα

 

 

Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές  μπαταρίες (π.χ. σαν τις 3ΑΑΑ που βάζουμε στα παιχνίδια), αυτές των ηλεκτρικών αυτοκινήτων μπορούν να δεχθούν ηλεκτρικό ρεύμα να το αποθηκεύσουν και να το αποδεσμεύσουν αργότερα, επιτρέποντας την λειτουργία και προς τις δύο κατευθύνσεις. Για το λόγο αυτό, η συντριπτική πλειονότητα των αμιγώς ηλεκτρικών και υβριδικών αυτοκινήτων χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου, μία τεχνολογία που συναντάται στα laptop, smartphones και οποιαδήποτε άλλη ηλεκτρική φορητή συσκευή. Η βασική τους διαφορά βρίσκεται στα υλικά κατασκευής των ηλεκτροδίων και των ηλεκτρολυτών, τα οποία πλεονεκτούν σε σχέση με τις υπόλοιπες τεχνολογίες, κυρίως με την υψηλή χωρητικότητά τους από μία συμπαγή κατασκευή.

Παρότι φαίνεται να αποτελούν την καλύτερη δυνατή λύση, δεν σημαίνει πως δεν έχουν και σοβαρά μειονεκτήματα. Αρχικά η εξαγωγή των πρώτων υλών για την κατασκευή τους καθώς και η εξόρυξη αυτών είναι πολλές φορές επιβλαβής για το περιβάλλον ή τον άνθρωπο (π.χ. αναλόγως την χώρα που γίνεται, εφόσον εκμεταλλεύονται την παιδική εργασία).

Επίσης, η απόρριψη των παραπάνω συσσωρευτών πρέπει να πραγματοποιείται με μεγάλη προσοχή, καθώς τα συστατικά τα οποία αποτελούνται είναι εξαιρετικά αντιδραστικά, πράγμα που τα κάνει τοξικά απόβλητα. Έτσι, η ανακύκλωση των παραπάνω μπαταριών αποτελεί μεγάλη πρόκληση, εξαιτίας του συνδυασμού διαφορετικών πρώτων υλών, ενώ δεν έχει υπάρξει μέχρι σήμερα κάποια διαδικασία που να ανακτά το μεγαλύτερο μέρος τους με χαμηλό κόστος ρύπανσης. Τέλος, τα προβλήματα των συγκεκριμένων μπαταριών σε συνθήκες ακραίων θερμοκρασιών, τις καθιστά αρκετά ευαίσθητες.

 

Η solid state τεχνολογία, το μέλλον των μπαταριών

 

Ωστόσο οι περισσότεροι κατασκευαστές που δραστηριοποιούνται στον συγκεκριμένο τομέα, θεωρούν πως το μέλλον των μπαταριών είναι μια νέα τεχνολογία, αυτή των ξηρών τύπου (solid state) μπαταριών. Αν και έχουν παρόμοια αρχή λειτουργίας με τις υπόλοιπες, οι ξηρού τύπου μπαταρίες χρησιμοποιούν κάποιον  στερεό ηλεκτρολύτη σαν βάση, όπως δηλώνει και το όνομά τους. Με την νέα τεχνολογία, οι μπαταρίες αυτές υπόσχονται έως και δέκα φορές καλύτερη απόδοση, καταλαμβάνοντας πολύ μικρότερο χώρο στο όχημα. Το βάρος θα παραμείνει σε χαμηλά επίπεδα, όχι μόνο από τις μικρότερες διαστάσεις αλλά και από την έλλειψη κάποιου συστήματος ψύξης. Ο στερεός ηλεκτρολύτης είναι απαλλαγμένος από τις θερμοκρασίες που παράγονται από τις χημικές αντιδράσεις αλλά και από τυχόν διαρροές του χημικού υγρού, γεγονός που αυξάνει την παθητική ασφάλεια.

Ο στερεός ηλεκτρολύτης είναι απαλλαγμένος από τις θερμοκρασίες που παράγονται από τις χημικές αντιδράσεις αλλά και από τυχόν διαρροές του χημικού υγρού.

Εκτός των προαναφερθέντων, αξίζει να αναφέρουμε πως η συγκεκριμένη τεχνολογία επειδή δεν χρησιμοποιεί κάποιο υγρό χημικό στοιχειό, τα ηλεκτρόδια δεν διαβρώνονται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, η οποία εγγυάται την καλή λειτουργία για τουλάχιστον μία δεκαετία. Τα παραπάνω σε συνδυασμό με την ταχύτερη φόρτιση, αποτελούν την χρυσή τομή για κάθε ηλεκτρικό αυτοκίνητο.
 

 

Τι γίνεται όταν «πεθάνουν» οι μπαταρίες;

 

 

Ύστερα από την σκληρή δουλειά στην υπηρεσία των ηλεκτροκίνητων αυτοκινήτων, οι συγκεκριμένες μπαταρίες μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν με ποικίλους τρόπους. Κυρίως μπορούν να αξιοποιηθούν σε διάφορα σπίτια, ακόμα και εργοστάσια, ως αποθηκευτικές συσκευές ηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές και όχι μόνο.

Αξιοσημείωτο παράδειγμα, η Νissan η οποία σχεδιάζει να τοποθετήσει τις «συνταξιοδοτημένες» μπαταρίες στο γήπεδο του Ajax, το Amsterdam Arena, σαν εναλλακτικές αποθήκες ηλεκτρικού ρεύματος. Από την άλλη, η Toyota στα άμεσα πλάνα της, σκοπεύει να εξοπλίσει με τις μπαταρίες που έχουν αποσυρθεί διάφορα εμπορικά μαγαζιά, οι οποίες μέσω φόρτισης από ηλιακή ενέργεια, θα παρέχουν ενέργεια σε ηλεκτρικές συσκευές.

 

Η τάση της πλειοψηφίας

 

 

Ήδη μερικές από τις κολοσσιαίες αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν βάλει τα R&D τμήματά τους να δουλεύουν υπερωρίες, στον αγώνα για το ποιά θα βγάλει πρώτη ηλεκτρικό αυτοκίνητο εξοπλισμένο με την επαναστατική τεχνολογία. Η Toyota και η Volkswagen ήδη έχουν ανακοινώσει πως θα παρουσιάσουν κάποιο πρωτότυπο μοντέλο με τεχνολογία solid state στο άμεσο μέλλον. Στα ίδια βήματα βαδίζουν η Hyundai με την KIA, που ενώνουν τις δυνάμεις τους σε συνεργασία με μεγάλη αμερικάνικη εταιρία τεχνολογίας, για την δημιουργία μιας παρόμοιας μπαταρίας, ενώ BMW και Ford επενδύουν εκατομμύρια στην συγκεκριμένη καινοτομία.

 

Ο αντίλογος από τον ηγέτη των ηλεκτρικών

 

Στο αντίπαλο στρατόπεδο βρίσκεται ένας αρκετά μεγάλος παίκτης, η Tesla. Η ίδια υποστηρίζει πως οι μπαταρίες ξηρού τύπου αποτελούν μία λανθασμένη ελπίδα για την αυτοκίνηση και πως χρειάζεται περισσότερος χρόνος για την εξέλιξή τους. Προς το παρόν, η καλύτερη λύση και η πιο αποδοτική είναι η επιπλέον ανάπτυξη των σημερινών μπαταριών, καθώς επικεντρώνει και τις έρευνές της πάνω σε αυτές. Για αυτό, η Tesla σε συνεργασία με την Panasonic πριν από λίγο καιρό, παρουσίασε μια εξελιγμένη μορφή της ήδη υπάρχουσας μπαταρίας της, εν ονόματι «4680», που υπόσχεται πενταπλάσια αποθηκευτική ικανότητα.

 

Πηγή: autotriti.gr