Δοκιμές ανάπτυξης μπαταριών με τη βοήθεια του θαλασσινού νερού

Τροχοί και TIR
Πέμ, 20/02/2020 - 08:00

Χρόνο φόρτισης πέντε λεπτών (πληρότητα 80%) υπόσχονται οι νέας γενιάς μπαταρίες που εξελίσσει αυτή την περίοδο η ερευνητική ομάδα της ΙΒΜ (IBM Research Battery Lab), έχοντας τη συνδρομή του κέντρου R&D της Mercedes-Benz Β. Αμερικής και των εταιρειών Central Glass και Sidus.

Η καινοτομία των εν λόγω μπαταριών, έγκειται στο γεγονός πως δεν απαιτούν τη χρήση βαρέων μετάλλων όπως το νικέλιο και το κοβάλτιο, η εξαγωγή των οποίων έχει τεράστιο περιβαλλοντικό και κοινωνικό αντίκτυπο. Αντιθέτως, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τρία νέα υλικά που δεν περιλαμβάνονται έως τώρα στην παραγωγή μπαταριών και τα οποία μπορούν να εξαχθούν από το θαλασσινό νερό.

Αναλυτικότερα, το εργαστήριο της IBM ανακάλυψε ένα νέο σχεδιασμό μπαταριών που χρησιμοποιεί ηλεκτρόδιο ιόντων απαλλαγμένο από κοβάλτιο και νικέλιο, καθώς και έναν ασφαλή υγρό ηλεκτρολύτη με υψηλό σημείο ανάφλεξης. Αυτός ο συνδυασμός του ηλεκτροδίου ιόντων και του ηλεκτρολύτη καταστέλλει ορισμένα μεταλλικά στοιχεία, γνωστά ως δενδρίτες λιθίου, κατά τη διάρκεια της φόρτισης, γεγονός που μειώνει τις πιθανότητες ανάφλεξης της μπαταρίας.
Τα πλεονεκτήματα της νέας μπαταρίας

Συνολικά, όπως έχει διαφανεί έως τώρα από τις εργαστηριακές δοκιμές, οι μπαταρίες της ΙΒΜ εμφανίζουν τα ακόλουθα συγκριτικά πλεονεκτήματα:

Χαμηλότερο κόστος: Τα ενεργά υλικά καθόδου ιόντων (ηλεκτρόδια) κοστίζουν λιγότερο επειδή δεν περιέχουν κοβάλτιο, νικέλιο και άλλα βαρέα μέταλλα, τα οποία επιπλέον βρίσκονται εν ανεπαρκεία και η εξόρυξή τους έχει μεγάλο περιβαλλοντικό αντίκτυπο.

Γρηγορότερη φόρτιση: Όπως έδειξαν οι εργαστηριακές δοκιμές, απαιτούνται λιγότερα από πέντε λεπτά για τη φόρτιση των μπαταριών στο 80%.

Υψηλή πυκνότητα ισχύος: Περισσότερο από 10.000 W/L (πάνω από το επίπεδο ισχύος που μπορεί να επιτύχει η τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου).

Υψηλή ενεργειακή πυκνότητα: Περισσότερο από 800 Wh/L, μια τιμή που είναι συγκρίσιμη με την πιο προηγμένη μπαταρία ιόντων λιθίου.

Εξαιρετική ενεργειακή απόδοση: Περισσότερο από 90% (υπολογίζεται από την αναλογία της ενέργειας για την εκφόρτιση της μπαταρίας σε σχέση με την ενέργεια που απαιτείται για τη φόρτισή της).

Χαμηλή ευφλεκτότητα των ηλεκτρολυτών

Στο μεταξύ, η ερευνητική ομάδα εφαρμόζει επίσης μια τεχνική τεχνητής νοημοσύνης (AI) για να βελτιώσει περαιτέρω την απόδοση της μπαταρίας, εντοπίζοντας ασφαλέστερα και υψηλότερης απόδοσης υλικά. Χρησιμοποιώντας τεχνικές εκμάθησης μηχανών, οι ερευνητές μπορούν να επιταχύνουν την εξέλιξη των μπαταριών, καθώς αποκτούν πρόσβαση σε πληροφορίες από εκατομμύρια βάσεις δεδομένων παγκοσμίως.

Σημειώνεται, πως προς το παρόν δεν υπάρχουν σχέδια για την παραγωγή των εν λόγω μπαταριών σε ευρεία κλίμακα. Ωστόσο, οι εταίροι της ΙΒΜ στο εγχείρημα -και κυρίως η Mercedes-Benz- συνδράμουν σε αυτή την κατεύθυνση, ώστε οι καινοτόμες μπαταρίες να αποτελέσουν στο εγγύς μέλλον ένα έτοιμο προϊόν, ικανό να δώσει ακόμα μεγαλύτερη ώθηση στην ηλεκτροκίνηση.