[Gęstość energii baterii litowych może w przyszłości osiągnąć od 1,5 do 2 razy większą wartość niż obecnie, co oznacza, że baterie będą coraz mniejsze. ]
[Zakres redukcji kosztów baterii litowo-jonowych wynosi maksymalnie od 10% do 30%. Trudno jest obniżyć cenę o połowę. ]
Od smartfonów po samochody elektryczne – technologia akumulatorów stopniowo przenika każdy aspekt życia. W jakim zatem kierunku będzie rozwijać się przyszła bateria i jakie zmiany przyniesie społeczeństwu? Mając te pytania na uwadze, w zeszłym miesiącu reporter First Financial przeprowadził wywiad z Akirą Yoshino, japońskim naukowcem, który w tym roku zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za akumulatory litowo-jonowe.
Zdaniem Yoshino przez najbliższe 10 lat akumulatory litowo-jonowe będą nadal dominować w branży akumulatorów. Rozwój nowych technologii, takich jak sztuczna inteligencja i Internet Rzeczy, przyniesie „nie do pomyślenia” zmiany w perspektywach zastosowań akumulatorów litowo-jonowych.
Niewyobrażalna zmiana
Kiedy Yoshino dowiedział się o określeniu „przenośny”, zdał sobie sprawę, że społeczeństwo potrzebuje nowej baterii. W 1983 roku w Japonii narodziła się pierwsza na świecie bateria litowa. Yoshino Akira wyprodukował pierwszy na świecie prototyp akumulatora litowo-jonowego i wniesie wybitny wkład w rozwój akumulatorów litowo-jonowych szeroko stosowanych w przyszłości w smartfonach i pojazdach elektrycznych.
W zeszłym miesiącu Akira Yoshino powiedział w ekskluzywnym wywiadzie dla dziennikarza finansowego nr 1, że gdy dowiedział się, że zdobył Nagrodę Nobla, „nie ma prawdziwych uczuć”. „Późniejsze pełne wywiady sprawiły, że byłem bardzo zajęty i nie mogłem być zbyt szczęśliwy”. Powiedział Akira Yoshino. „Ale w miarę jak zbliżał się grudniowy dzień otrzymania nagród, rzeczywistość nagród stała się silniejsza”.
W ciągu ostatnich 30 lat 27 japońskich lub japońskich naukowców zdobyło Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii, ale tylko dwóch z nich, w tym Akira Yoshino, otrzymało nagrody jako badacze korporacyjni. „W Japonii badacze z instytutów badawczych i uniwersytetów zazwyczaj otrzymują nagrody, a niewielu badaczy korporacyjnych z branży zdobyło nagrody”. Akira Yoshino powiedział First Financial Journalist. Podkreślił także oczekiwania branży. Uważa, że w firmie przeprowadzono wiele badań na poziomie Nobla, ale japoński przemysł powinien poprawić swoje przywództwo i wydajność.
Yoshino Akira wierzy, że rozwój nowych technologii, takich jak sztuczna inteligencja i Internet Rzeczy, przyniesie „nie do pomyślenia” zmiany w perspektywach zastosowań akumulatorów litowo-jonowych. Na przykład rozwój oprogramowania przyspieszy proces projektowania baterii i opracowywania nowych materiałów, a także może wpłynąć na użytkowanie baterii, umożliwiając korzystanie z baterii w najlepszym środowisku.
Yoshino Akira jest również bardzo zaniepokojony wkładem swoich badań w rozwiązywanie problemów globalnej zmiany klimatu. W rozmowie z First Financial Journalist powiedział, że został nagrodzony z dwóch powodów. Pierwszym z nich jest przyczynienie się do rozwoju inteligentnego społeczeństwa mobilnego; drugim jest zapewnienie ważnego środka ochrony środowiska globalnego. „Wkład w ochronę środowiska będzie w przyszłości coraz bardziej oczywisty. Jednocześnie jest to także świetna okazja biznesowa.” Akira Yoshino powiedział reporterowi finansowemu.
Yoshino Akira powiedział studentom podczas wykładu na Uniwersytecie Meijo jako profesor, że biorąc pod uwagę wysokie oczekiwania społeczeństwa w zakresie wykorzystania energii odnawialnej i baterii jako środka przeciwdziałającego globalnemu ociepleniu, przedstawi własne informacje, w tym przemyślenia na temat kwestii środowiskowych. ”
Kto zdominuje branżę akumulatorów
Rozwój technologii akumulatorów zapoczątkował rewolucję energetyczną. Od smartfonów po samochody elektryczne – technologia akumulatorów jest wszechobecna i zmienia każdy aspekt życia ludzi. To, czy w przyszłości bateria stanie się mocniejsza i tańsza, będzie miało wpływ na każdego z nas.
Obecnie branża dąży do poprawy bezpieczeństwa akumulatora przy jednoczesnym zwiększeniu gęstości energii akumulatora. Poprawa wydajności akumulatorów pomaga również przeciwdziałać zmianom klimatycznym poprzez wykorzystanie energii odnawialnej.
Zdaniem Yoshino przez najbliższe 10 lat akumulatory litowo-jonowe nadal będą dominować w branży akumulatorów, ale rozwój i powstawanie nowych technologii również będzie w dalszym ciągu wzmacniać wycenę i perspektywy branży. Yoshino Akira powiedział First Business News, że gęstość energii baterii litowych w przyszłości może osiągnąć od 1,5 do 2 razy większą niż obecnie, co oznacza, że bateria będzie mniejsza. „To zmniejsza ilość materiału, a tym samym zmniejsza koszt, ale nie nastąpi znaczący spadek kosztu materiału”. Powiedział: „Obniżenie kosztów akumulatorów litowo-jonowych wynosi co najwyżej od 10% do 30%. Chcesz zmniejszyć o połowę cenę jest trudniejsze. ”
Czy w przyszłości urządzenia elektroniczne będą ładować się szybciej? W odpowiedzi Akira Yoshino powiedział, że telefon komórkowy jest pełny w ciągu 5-10 minut, co udało się osiągnąć w laboratorium. Jednak szybkie ładowanie wymaga dużego napięcia, co wpłynie na żywotność baterii. W rzeczywistości w wielu sytuacjach ludzie nie muszą ładować szczególnie szybko.
Od wczesnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych, przez akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe, które są podstawą japońskich firm, takich jak Toyota, po akumulatory litowo-jonowe używane przez Tesla Roaster w 2008 r., tradycyjne ciekłe akumulatory litowo-jonowe zdominowały akumulatory zasilające. rynku od dziesięciu lat. W przyszłości sprzeczność pomiędzy gęstością energii i wymogami bezpieczeństwa a tradycyjną technologią akumulatorów litowo-jonowych będzie coraz bardziej widoczna.
W odpowiedzi na eksperymenty i produkty akumulatorów półprzewodnikowych oferowanych przez zagraniczne firmy Akira Yoshino powiedział: „Uważam, że akumulatory półprzewodnikowe wyznaczają przyszły kierunek i nadal jest wiele do zrobienia. Mam nadzieję, że wkrótce zobaczę nowy postęp.”
Powiedział też, że akumulatory półprzewodnikowe są technologicznie podobne do akumulatorów litowo-jonowych. „Dzięki udoskonaleniu technologii prędkość pływania litowo-jonowego może w końcu osiągnąć około 4-krotność obecnej prędkości”. Akira Yoshino powiedział reporterowi w First Business News.
Baterie półprzewodnikowe to baterie litowo-jonowe wykorzystujące elektrolity półprzewodnikowe. Ponieważ elektrolity półprzewodnikowe zastępują potencjalnie wybuchowy elektrolit organiczny w tradycyjnych akumulatorach litowo-jonowych, rozwiązuje to dwa główne problemy: wysoką gęstość energii i wysoki poziom bezpieczeństwa. Elektrolity półprzewodnikowe zużywają tę samą energię. Bateria zastępująca elektrolit ma większą gęstość energii, jednocześnie ma większą moc i dłuższy czas użytkowania, co jest trendem rozwojowym kolejnej generacji baterii litowych.
Jednak akumulatory półprzewodnikowe stoją również przed wyzwaniami, takimi jak redukcja kosztów, poprawa bezpieczeństwa elektrolitów stałych i utrzymywanie kontaktu między elektrodami i elektrolitami podczas ładowania i rozładowywania. Obecnie wiele światowych gigantów motoryzacyjnych intensywnie inwestuje w prace badawczo-rozwojowe w zakresie akumulatorów półprzewodnikowych. Na przykład Toyota opracowuje akumulator półprzewodnikowy, ale koszt nie został ujawniony. Instytucje badawcze przewidują, że do 2030 r. światowe zapotrzebowanie na akumulatory półprzewodnikowe zbliży się do 500 GWh.
Profesor Whitingham, który podzielił się Nagrodą Nobla z Akirą Yoshino, powiedział, że baterie półprzewodnikowe mogą jako pierwsze zostać zastosowane w małej elektronice, takiej jak smartfony. „Ponieważ nadal istnieją duże problemy w stosowaniu systemów wielkoskalowych.” – stwierdził profesor Wittingham.
Czas publikacji: 16 grudnia 2019 r