Densitate energetică de 10 ori mai mare decât bateria cu litiu? Porsche dezvoltă baterie cu anod de siliciu și intenționează să o producă în masă în termen de 5 ani
Site-ul "Public" din Spania a raportat recent că producția de baterii este o sursă importantă de emisii de carbon în procesul de fabricație a vehiculelor electrice, reprezentând între 25% și 40% din totalul emisiilor. Din ce în ce mai mulți producători lucrează pentru a reduce emisiile în acest domeniu, dar Porsche vrea să meargă mai departe. Compania dezvoltă o baterie cu performanțe mai bune și o amprentă de carbon mai mică. Este aceasta o baterie perfectă?
Porsche va investi aproximativ 1 miliard de euro în următorii 10 ani în diverse măsuri de decarbonizare, inclusiv în reducerea emisiilor de dioxid de carbon de la uzinele sale de asamblare, se arată în raport. Producția Porsche Taycan la Zuffenhausen (în Stuttgart, Germania) este neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon de la început, dar construirea unei mașini este mult mai mult decât asamblarea tuturor pieselor de pe linia de producție.
Bateriile reprezintă una dintre sursele importante de emisii în producția de vehicule electrice. În acest sens, multiplele etape de producție de transformare a materiilor prime, cum ar fi nichelul și cobaltul, în produse rafinate care pot fi utilizate în baterii, consumă cantități enorme de energie.
Într-o conferință de presă recentă, Benjamin Pasenberg, șeful sistemelor de înaltă tensiune de la Porsche, a declarat: "Este foarte important să ai energie verde, în special în producția de baterii, unde este nevoie de multă energie pentru a încălzi lucrurile." Cu toate acestea, utilizarea numai a surselor de energie ecologice (sau cu emisii scăzute) pentru a produce baterii nu este suficientă pentru ca Porsche (sau alți producători) să își îndeplinească obiectivele privind emisiile. De asemenea, este necesar să se reimagineze bateria în sine pentru a reduce poluarea care rezultă din practicile de fabricare a bateriilor.
În acest scop, Porsche lucrează la o nouă baterie. Se spune că bateria este mai puternică, se încarcă mai repede și are o amprentă de carbon mai mică decât bateriile actuale. Tehnologia folosită este de a folosi mai mult siliciu în anodul bateriei, mai degrabă decât grafitul utilizat în mod obișnuit astăzi.
Potrivit lui Otmar Beecher, șeful vehiculelor electrice de la Porsche, anozii de siliciu sunt de 10 ori mai densi din punct de vedere energetic. Porsche se așteaptă la cu 20 până la 25% mai mult watt-ore pe litru de volum decât bateriile litiu-ion convenționale de astăzi. Adică, sub o anumită capacitate energetică, volumul bateriei este mai mic. Eficiența energetică îmbunătățită a bateriilor, la rândul său, înseamnă că sunt necesare mai puține baterii pentru alimentarea vehiculului, ceea ce reduce greutatea totală (și, de asemenea, reduce spațiul necesar pentru baterii).
Greutatea mai mică a vehiculului înseamnă, de asemenea, un consum mai mic al bateriei, dar unde este impactul pozitiv asupra mediului? În primul rând, designul acestei noi celule reduce cerințele de material pentru structura celulară de aluminiu (carcasă) în comparație cu modelele de celule cilindrice. Producția de aluminiu este una dintre cele mai importante surse de emisii de carbon pentru automobile. Potrivit unui studiu recent realizat de Volvo, aluminiul reprezintă 30% din emisiile care rezultă din producția de materiale moderne pentru vehicule, chiar mai mult decât bateria în sine. Prin urmare, reducerea utilizării aluminiului reduce, de asemenea, o mare parte a emisiilor. Deși nu au fost lansate detalii specifice, Porsche a spus că bateria se va încărca și mai repede.
Pe de altă parte, conținutul de cobalt al acestor baterii ar fi redus. Acum se știe că cobaltul este dificil de obținut, foarte scump și are un impact mare asupra mediului. Cobaltul reprezintă în prezent 20% din materialul catod al bateriei Taycan, iar Porsche speră că noua sa tehnologie va reduce cota de cobalt la doar 5 până la 10 procente.
Pentru a reduce și mai mult emisiile, Porsche se va concentra pe lanțul de aprovizionare. Compania germană va aproviziona cât mai mult posibil cu cobalt, nichel și alte materii prime din Europa, astfel încât să fie mai aproape de locul în care vor fi produse noile baterii, în apropierea centrului de cercetare și dezvoltare Porsche din Weissach. Potrivit persoanei relevante responsabile de Porsche, achiziționarea de materiale catodice de la Schwarzheide, Germania în loc de țara mea poate reduce emisiile de dioxid de carbon cu 25%.
În plus, Porsche își împinge furnizorii să producă baterii și alte componente în întregime din energie regenerabilă. Constructorul auto german a declarat că nu va mai lua în considerare contractele pe termen lung cu furnizorii care nu sunt dispuși să utilizeze energie "verde" certificată. Porsche spune că lanțul de aprovizionare reprezintă aproximativ 20% din totalul emisiilor de gaze cu efect de seră ale producătorului auto. Aceasta va crește la aproximativ 40% până în 2030, pe măsură ce producția se va reorienta către vehiculele electrice.
Marea întrebare este, când vom vedea această baterie Porsche "ideală" într-o mașină de șosea? La fel ca multe alte tehnologii din sectorul auto, acesta va fi utilizat mai întâi în mașinile de curse, unde performanța ridicată și capacitățile de încărcare rapidă sunt primordiale. Otmar Beecher a declarat: "De obicei, suntem la 2-3 ani distanță de trecerea la mașinile de producție. Deci o vom vedea în mașinile de producție după 2025"." Porsche se așteaptă să comercializeze bateria de înaltă performanță în termen de cinci ani.
În ceea ce privește producția, obiectivul este de a atinge o producție anuală minimă de 100 MWh, suficientă pentru a alimenta aproximativ 1.000 de mașini. Acest lucru ne face să credem că inițial va fi destinat doar unor modele care nu sunt de producție, eventual unui supercar de foarte înaltă performanță.
Desigur, nu este o baterie perfectă. Bateria perfectă se încarcă în câteva secunde, nu se supraîncălzește sau nu pierde capacitatea în timp și este ușoară și ieftin de produs. Probabil că nu vom vedea niciodată o baterie cu toate aceste caracteristici într-una singură, dar pe termen scurt și mediu, bateria Porsche se apropie destul de mult de -- cel puțin în teorie -- bateria ideală. (compilat / Li Zijian)
