Autonomia vehiculelor electrice ar putea intra într-o nouă etapă, după ce cercetători din China au anunțat o descoperire care promite să reducă drastic preocupările legate de distanța ce poate fi parcursă cu o singură încărcare. Noua tehnologie utilizează oxigenul din atmosferă pentru producerea energiei și ar putea permite, în viitor, autonomii standard de peste 1.000 de kilometri.
O densitate energetică record obținută de cercetătorii chinezi
O echipă de la Institutul de Fizică al Academiei Chineze de Științe a dezvoltat o baterie litiu-oxigen, cunoscută și sub denumirea de baterie litiu-aer, care a atins o densitate energetică record de 503,7 watt-oră pe kilogram.
Performanța reprezintă un progres major față de bateriile litiu-ion utilizate în prezent pe scară largă, care ajung, în general, la valori cuprinse între 250 și 300 Wh/kg.
Elementul-cheie al noii tehnologii este modul în care bateria folosește mediul înconjurător. În locul unui catod convențional și greu, sistemul utilizează oxigenul din atmosferă pentru desfășurarea reacțiilor chimice necesare producerii electricității.
Prin eliminarea unei componente interne masive, greutatea totală a bateriei scade considerabil, iar spațiul disponibil pentru stocarea energiei este utilizat mult mai eficient.
De ani de zile, bateriile litiu-oxigen sunt considerate una dintre cele mai promițătoare soluții pentru viitorul stocării energiei. Totuși, dezvoltarea lor la scară practică s-a lovit de probleme tehnice importante.
În timpul încărcării și descărcării, reacțiile dintre litiu și oxigen generează compuși secundari care deteriorează componentele interne și reduc rapid performanța bateriei după un număr mic de cicluri.
Pentru a depăși acest obstacol, cercetătorii chinezi au introdus un electrolit solid realizat din oxid de litiu, aluminiu, titan și fosfat. Acest strat protector limitează degradarea electrozilor și contribuie la stabilizarea reacțiilor chimice din interiorul celulei.
Ca rezultat, bateria poate funcționa stabil la temperatura camerei și oferă o capacitate foarte mare de stocare a energiei pe o perioadă semnificativ mai lungă.
O densitate energetică care depășește pragul de 500 Wh/kg ar putea transforma radical modul în care sunt proiectate vehiculele electrice. În prezent, constructorii auto folosesc pachete de baterii foarte grele pentru a obține autonomii ridicate, multe dintre acestea depășind 500 de kilograme.
Noua tehnologie ar permite reducerea semnificativă a greutății acumulatorului, fără sacrificarea autonomiei. În anumite scenarii, aceeași greutate ar putea asigura chiar o distanță parcursă mult mai mare.
Astfel, autonomia de peste 1.000 de kilometri cu o singură încărcare ar putea deveni o caracteristică obișnuită inclusiv pentru automobilele de clasă medie sau pentru modelele mai accesibile.
China și competiția globală pentru viitorul bateriilor
Anunțul făcut de Academia Chineză de Științe apare într-un moment în care competiția pentru dominația pieței vehiculelor electrice este mai intensă ca niciodată.
China deține deja o poziție dominantă în lanțul global de aprovizionare cu baterii și controlează o parte importantă din procesarea materiilor prime esențiale, precum litiul și grafitul.
Companii chineze de referință, precum CATL și BYD, au început deja să introducă pe piață baterii de generație nouă, inclusiv modele semi-solide. Cu toate acestea, tehnologia litiu-aer este considerată un pas mult mai mare înainte și ar putea schimba regulile jocului în industrie.
În același timp, companii și centre de cercetare din Japonia, Statele Unite și Europa investesc masiv în dezvoltarea bateriilor cu electrolit solid, considerate principala alternativă tehnologică.
Dacă rezultatele obținute în laboratoarele chineze vor putea fi reproduse la scară industrială, performanțele vehiculelor electrice ar putea fi redefinite înainte ca rivalii occidentali să finalizeze propriile tranziții către noile generații de baterii.
