4

Toyota ma sposób na tańsze samochody elektryczne, które naładujesz w przerwie na hot-doga

Ile razy czytaliście już o rewolucyjnych, nowych technologiach wytwarzania baterii, które są "tuż za rogiem"? A ile z tych obietnic do tej pory się ziściło? Ano właśnie, o ile dobrze kojarzę to żadna, a baterie litowo-jonowe nadal są najlepszym co udało się stworzyć na masową skalę do przechowywania energii elektrycznej. Okazuje się jednak, że ich największą wadę powinno udać się wyeliminować!

Bezpiecznie mogę chyba założyć, że ogniwa litowo-jonowe wykorzystuje każdy z nas. Baterie tego typu montowane są w smartfonach, elektronicznych gadżetach, przenośnych komputerach czy wreszcie samochodach elektrycznych. Ich największą bolączką, jeśli nie liczyć zbyt małej pojemności, jest długi czas ładowania. Ten zależny jest nie tyle od wydajności samego gniazdka elektrycznego (przynajmniej w przypadku elektroniki użytkowej), co od możliwości absorpcji energii przez same ogniwa. Gdy chcemy naładować baterie dostarczając im zbyt dużo energii, temperatura ogniw rośnie co w efekcie może doprowadzić nawet do ich rozszczelnienia i wybuchu. A przykładów wybuchających baterii nie brakuje.

Jak dobrać maksymalną wartość?

Możecie mi wierzyć lub nie, ale okazuje się, że do tej pory nikt tak naprawdę dokładnie nie zmierzył jak dużo energii może przyjąć bateria litowo-jonowa. W celu określenia parametrów korzysta z się z różnych założeń, które nie zostały de facto potwierdzone empirycznie. Wszystko dlatego, że do tej pory nie było możliwości zmierzenia temperatury wewnątrz takiego ogniwa podczas ładowania.

Problem ten obeszli naukowcy z Wielkiej Brytanii z Uniwersytetu w Warwick, którzy stworzyli sondę zdolną do pomiaru temperatury w środku ogniwa litowo-jonowego. Ich ustalenia są co najmniej zaskakujące. Okazuje się, że obecnie używane baterie można ładować przy wykorzystaniu nawet 5 razy większej mocy niż do tej pory sądzono bez ryzyka przegrzania. Oczywiście skraca to żywotność samego ogniwa, ale w wyjątkowych przypadkach, może być przydatne, tym bardziej, że badania wykonano na obecnie dostępnych produktach.

Naukowcy z Warwick testowali najpopularniejsze obecnie akumulatorki typu 18650 wykorzystywane w przemyśle samochodowym (np. w Tesli Model S i Model X). Z pomiarów dokonanych przy pomocy ich sensora wynika, że w konkretnych przypadkach moc dostarczaną do baterii można zwiększyć nawet pięciokrotnie, bez ryzyka dla samego ogniwa. Oznaczałoby to, że czas ładowania na przykład Tesli Model S z bateriami o pojemności 90Wh mógłby zostać skrócony z 75 do zaledwie 15 minut (choć wymagałoby to znacznie mocniejszej ładowarki niż popularne obecnie superchargery Tesli). Przy takim czasie ładowania, największa wada samochodów elektrycznych odchodzi w niepamięć.

Źrodło: Pexels

Oczywiście do komercjalizacji tego rozwiązania droga jeszcze daleka. Docelowo tego typu sondy powinny być umieszczone w każdym ogniwie litowo-jonowym, monitorując temperaturę w czasie rzeczywistym. Na podstawie tych odczytów, układ zarządzający zasilaniem dobierałby moc ładowania. W razie gdyby ogniwa zaczynały się przegrzewać, można by było ją zmniejszyć, a wszystko odbywałoby się w ciągu kilku sekund. Miejmy nadzieje, że ta technologia nie zakończy swojego żywota na etapie akademickim.

Toyota stworzy tańszy silnik elektryczny

To jednak nie koniec dobrych wiadomości dla miłośników elektrycznej motoryzacji. Podczas wczorajszej konferencji prasowej w Tokio, przedstawiciele Toyoty poinformowali o stworzeniu nowego modelu silnika elektrycznego, który wykorzystuje o 50% mniej metali ziem rzadkich, niż te obecnie używane. Jak pewnie wiecie, jedną z najważniejszych części silnika elektrycznego jest magnes neodymowy. Jak sama nazwa wskazuje, do jego produkcji używa się neodymu, metalu należącego do tzw. metali ziem rzadkich.

Toyota przewiduje, że popyt na neodym przekroczy potencjalną podaż już w 2025 roku i może mocno wyhamować rosnący rynek aut elektrycznych. Nie jest bezpodstawne stwierdzenie, bo tylko w pod koniec zeszłego roku cena neodymu w ciągu miesiąca wzrosła o 30% po tym gdy Chiny ograniczyły jego nielegalne wydobycie. Chiny to potentat w tym segmencie, szacuje się, że należy do nich ponad 80% rynku metali ziem rzadkich, więc mogą mocno wpływać na ceny, a to nie jest korzystne z punktu widzenia żadnego biznesu.

Cena neodymu jest ostatnio zmienna jak cena bitcoina / źródło: Bloomberg

Nowy magnes stworzony przez Toyotę wykorzystuje o połowę mniej neodymu i całkowicie eliminuje takie metale jak terb i dysproz. W zamian za to korzysta z ceru i lantanu, które są 20 razy tańsze niż neodym i szerzej dostępne. Toyota chce wprowadzić silniki korzystające z magnesu nowego typu najszybciej jak kto możliwe. Nie powinno to nikogo dziwić, bo z pewnością ograniczy to koszty jakie ponosi producent i być może przeniesie część tych oszczędności na klientów. Plany Japończyków są zresztą bardzo ambitne. Do 2030 roku chcą sprzedać ponad 5,5 miliona samochodów bezemisyjnych (zasilanych bateriami lub ogniwami paliwowymi). W odróżnieniu od naszych rządowych obietnic, ten plan wydaje się całkiem realny.