Očekává se, že lithium-iontová bateriová technologie postupným vylepšováním dosáhne úžasné energetické hustoty. Možné teoretické limity redoxního páru Li/Li+ iluzi o růžové budoucnosti neodporují. Stačí pouze zvýšit v článcích obsah lithia, jehož přeměnou vzniká elektrický proud.
foto: Engineering at Cambridge, Secondary Zinc Dendrites CC BY-NC-ND 2.0
Ví se přesně, co udělat k dosažení většího podílu lithia. Jsou to vlastně takové docela banální úvahy. Vývojové snahy však zatím naprosto selhávají v zajištění, aby to podle načrtnutých představ fungovalo.
Skvělý pokrok by byl například zavedení anody z kovového lithia. U klasických lithium-iontových článků anodu tvoří grafit, který hostí lithium vmezeřené mezi hexagonálními vrstvami uhlíku.
V ideálním stavu obsazenosti třináct gramů nabité grafitové anody obsahuje pouze jeden gram lithia. Vyjádřeno v jiných srozumitelnějších číslech. Jeden gram lithia poskytuje specifickou kapacitu o velikosti 3860 mAh/g a lithiovaná grafitová anoda jen 340 mAh/g.
Z porovnání těchto čísel se odvodily zavádějící zprávy o desetinásobném teoreticky dosažitelném navýšení kapacity baterií. Mnohonásobné zlepšení kapacity se ovšem týká jenom anody. V přepočtu na celý článek nebude výhoda tak velká, přesto stále ohromující.
Teď poč to nejde? Během elektrodepozice (nabíjení) lithium rádo vytváří dendrity – miniaturním krápníkům podobné útvary. Ty rostou směrem k protielektrodě. Cestou k ní proděraví separátor, což se rovná zkratu, který může být katastrofální.
Vizuální podívaná s akustickým doprovodem u nejhoršího scénáře vzhledem k obsahu čistého lithia by byla efektnější, než známe u běžných grafitových článků. Bez použití nějakého fíglu nedávají dendrity šanci průmyslově vyráběným metalickým bateriím, kde musí být elektrody natěsnané blízko sebe pro dosažení patřičné objemové energie a nízké ceny.
I když nestojíme před nepřekonatelnou zdí a odborníci navrhli metody vhodné k potlačení růstu dendritů, jsou naše možnosti boje s nimi stále omezené.
Tým z Drexlerovy univerzity v Philadelfii a dalších institucí, který vede Yury Gogotsi, přišel nově na to, že přídavek nanodiamantů o velikosti 5-10 nm do elektrolytu účinně brání formování nepravidelných útvarů.
foto: Nature Communications 8, Article number: 336 (2017), CC BY 4.0
Popsal i mechanizmus, kterým tak činí. Ionty lithia se adsorbují na nanodiamanty a společně v elektrickém poli putují k podkladové elektrodě z mědi, kde se lithium redukuje na kov a usazuje v rovnoměrném uniformním povlaku. Diamantové částečky buď ve vzniklé vrstvě uvíznou, nebo se vrací zpátky do elektrolytu pochytat další ionty lithia a zopakovat celý děj znovu.
Vědci neučinili tento objev z čistého nebe. Kodepozice s nanodiamanty se průmyslově využívají při elektrolytickém pokovování. Zajišťují tvrdý, hladký a rovnoměrný povrch. Tedy vykonávají úplně stejnou funkci jak u experimentální lithiové elektrody.
To že nanodiamanty jsou součástí nákladově životaschopných postupů pokovování, naznačuje, že jejich cena nebude překážet ani při případném uvedení baterií s lithiovou elektrodou do reality. Navíc eliminace dendritů vyžaduje mnohem nižší koncentrace syntetických nanodiamantů (0,81 mg/ml) než galvanická tvorba kovových povlaků.
Gogotsi si prozatím není jist, zda dendrity nikdy nevyrostou, a proto předpokládá, že první opatrné použití technologie bude v méně důležitých aplikacích, nikoli v mobilních telefonech nebo elektromobilech. Dále bude potřeba zapracovat na opatřeních zajišťující větší bezpečnost a vyvážit tak přítomnost pyrotechnicky rizikového kovového lithia.
Literatura:
Nature Communications 8, Article number: 336 (2017) doi:10.1038/s41467-017-00519-2
Je to sice fajn, ale chcelo by to zamerať takýto výskum na
Je to sice fajn, ale chcelo by to zamerať takýto výskum na omnoho lacnejšie a dostupnejšie prvky. Napr. sodík, draslík, hliník. Myslím, že v tom je ešte neobjavený potenciál.
Jsou to prvky levnější, ale také problematičtější.
Jsou to prvky levnější, ale také problematičtější.
Aktuálně není pro pozemní dopravu energetická hustota
Aktuálně není pro pozemní dopravu energetická hustota baterií žádný problém, pro stacionární aplikace je současná energetická hustota až moc dobrá, problémem jsou cena článků a produkční kapacity.
Výrazně vyšší hustotu by to chtělo pro letectví.
Ja bych teda to, ze s sebou osobak musi vozit cca 25%
Ja bych teda to, ze s sebou osobak musi vozit cca 25% (200-500kg) „mrtve“ vahy navic rozhodne „žádný problém“ nenazval… 🙂
Jasně, že vyšší energetická hustota baterií bude fajn,
Jasně, že vyšší energetická hustota baterií bude fajn, ale není to „show stopper“.
A ony ty baterky nejsou mrtvá váha, je to součást pohonného systému.
Snížení celkové hmotnosti auta lze docílit i jinak. Jde výrazně odlehčit kastli a v důsledku toho potřebovat vyprodukovat méně kinetické energie, tj. stačí i menší motor a baterka. Jde třeba mít auto s výrazně menší baterií a jezdit 80-90% času s ním a na těch pár dlouhých štrek připojit vozíček s range extenderem.
V ideálním světě by se asi využily všechny 3 možnosti a udělal by se 500kg Hypecar velikosti SUV s REx přívěsným vozíkem v ceně.
No a kdybychom měli baterky s aspoň tří až pětinásobnou
No a kdybychom měli baterky s aspoň tří až pětinásobnou hustotou oproti současným tak bychom na nějaké range extenery mohli zapomenout
Vsak nic o „show stopperu“ nepisu. Nicmene nejaky vliv to ma.
Vsak nic o „show stopperu“ nepisu. Nicmene nejaky vliv to ma. A pokud odlehcim zbytek auta, tak na tom auto s tezkou baterii bude pomerove jeste hur.
Ad privesny REX – podle me v realu nepruchodne, kolik dnesnich ridicu dokaze couvnout s vozikem? A jak by vypadala dalnicni odpocivadla (parkovani pri dlouhych cestach), kdyby se naraz vyznamna cast vozidel prodlouzila o 1-2m?
Snadné couvání s přívěsným REXem už je
Snadné couvání s přívěsným REXem už je vyřešeno.
https://www.youtube.com/watch?v=dHzecJGf48I
https://www.youtube.com/watch?v=rrM1yqVpi6M
Jak to funguje
https://www.youtube.com/watch?v=KtKmCIJC4Vo
No ale kedze ma EV podstatne lepsiu efektivitu nez spalovak
No ale kedze ma EV podstatne lepsiu efektivitu nez spalovak tak to nevadi. Ked zohladnime efektivitu spalovaku tak ten aby sa vyrovnal EV musi niest viac nez 100% svojej vahy a to nehovorim o tom, ze spalovaky su tazsie nez EV bez baterie. Vasa uvaha co sa tyka EV je zla. Dnesne technologie su uz dostatocne pre pouzitie v EV. Jedine na com by som este popracoval je rychlost dobijania aby sa aspon priblizovala SCIB bateriam.
To jako ze ten efektivnejsi EV nad silnici levituje nebo jak
To jako ze ten efektivnejsi EV nad silnici levituje nebo jak tomu mam rozumet? Cca pred rokem byl na electreku (a to je sakra pro-Tesla web) clanek, ze nekteri vlastnici v Norsku maji problem, protoze Tesly jsou prilis tezke (tezsi nez stavajici auta), prijezdove cesty k barakum byvaji nezpevnene a kdyz zaprsi a cesta rozmokne, majitele maji problem se dostat domu. To mi prijde jako celkem dobre definovany problem souvisejici s hmotnosti.
A dalsi predpokladam budou souviset napr. s vyssi spotrebou, rychlosti ojizdeni pneu a vetsim poskozovanim vozovky (coz se samozrejme dnes viditelne neprojevuje, protoze tech aut je malo).
A co na tom, ze EV bez baterie nejede, hlavne, ze je lehci nez spalovak. Spalovak bez nadrze je taky lehci nez ten s nadrzi (a taky uplne k ho***, teda k nicemu)…
Dostatecne a „zadne problemy“ nepovazuji za uplne to same. Ale co, nepovazuju EV za dokonale a bez jedine chybicky, to jsem ale hnusny kacir…
Tesly jsou příliš těžké na příjezdové cesty
Tesly jsou příliš těžké na příjezdové cesty majitelů?
Záleží čím jezdili před Teslou.
Pokud porovnám velikostně a výkonově stejný vůz ( Mercedes-Benz S klasse), je to šul-nul.
Zkousel jsem ten clanek dohledat, ale zatim jsem netrefil ta
Zkousel jsem ten clanek dohledat, ale zatim jsem netrefil ta spravna klicova slova.
Vzhledem k tomu, co tam jezdi, tak nejspis Volvo kombik (v60), Octavia Scout nebo Golf.
Ještě u Mercedesu se bude muset připočítat 90 kg
Ještě u Mercedesu se bude muset připočítat 90 kg benzínu 🙂
Ano, Tesly jsou velmi těžké.
Rok 2025, Strahovský
Ano, Tesly jsou velmi těžké.
Rok 2025, Strahovský tunel.
Ukrutná zácpa vozidel, řev řidičů.
Co se tam vpředu děje?
Ále, robotická Tesla se tám zmateně točí dokola, někteří kaskadéři se snaží ve vhodný moment projet, křupají plechy a sype se sklo. Poškozená vozidla hazardujících dále kolidují za nehodou, tunel je z obou stran neprůjezdný.
Muhehé…!
:O)))
Opravdu vtipné. Jen nevím jak to souvisí s hmotností
Opravdu vtipné. Jen nevím jak to souvisí s hmotností vozidla?
Ze by si Cipis dal Radovanuv garazovy test se svym rakovina
Ze by si Cipis dal Radovanuv garazovy test se svym rakovina sra*kometem a ted z toho trochu blouzni? 🙂
Tak ako pisem. Efektivnejsi je elektromotor vs. spalovak. To
Tak ako pisem. Efektivnejsi je elektromotor vs. spalovak. To by ste mal vediet, nie?
Ano Tesly su tazke ale zase maju baterku 2x oproti EV ktore uz povazujem za auta a nie hracky. Dojazd maju nad 500km. To je trochu ina liga.
Co sa tyka vacsieho poskodozvania vozovky to si robite srandu? A co takto taky 20t kamion vs 2t tesla?
Netrolte! Aj spalovak bez nadrze je tazsi nez EV bez baterii. Kazdopadne chcem povedat ze tych 500kg navyse nie je zas az taky problem ako tu popisujete.
No EV bez chybicky nepovazuje asi nikto. Kazdy by chcel dojazd aj 1000km ale to co tu vacsinou popisujete vy su uplne nezmysly. Bohuzial
Já jsem si pohoršil jen o něco málo, a kolega je s Skem o
Já jsem si pohoršil jen o něco málo, a kolega je s Skem o 280kg lehčí než jeho předchozí auto…
Ale vzdyt Prochazka s jeho keramickymi separatory uz to prece
Ale vzdyt Prochazka s jeho keramickymi separatory uz to prece davno vyresil i bez diamantu… 🙂
Vyřešil (?) pouze bezpečnost, životnost a lepší odvod
Vyřešil (?) pouze bezpečnost, životnost a lepší odvod tepla (tvrdí on). Článek píše primárně o znásobení kapacity použitím kovového lithia na anodě a zachování alespoň nějaké bezpečnosti a životnosti.
To byla přece ironie…
To byla přece ironie…
Pochopil jsem, ale i tak mi přišlo vhodné poukázat na to,
Pochopil jsem, ale i tak mi přišlo vhodné poukázat na to, že jde dvě naprosto nesouvisející věci, ať už berte Procházku vážně nebo ne.
Za mou osobu zní odpověď ne. 🙂
Za mou osobu zní odpověď ne. 🙂
No vidis, a vsem krome tebe je tvuj nazor uprdele, ale musis
No vidis, a vsem krome tebe je tvuj nazor uprdele, ale musis snim odtravovat.
Ted jenom vedet jestli ses blbej nebo arogandni, ale debil jsi urcite, nic jsi v zivote nedokazal, ale na sto pro vis ze je nekdo podvodnik, tomu se rika sebevedomi, asi budes mladej nadejnej manager 😀
Ale pročpak hned tak silná slova.
Otázka zněla jestli beru
Ale pročpak hned tak silná slova.
Otázka zněla jestli beru Procházku vážně.
Těžko brát vážně jitrnici jakou svět neviděl. Před dvěma lety jsme chtěli od něj baterky, dostali jsme prd.
V září na For Archu jsem mluvil se zástupce firmy, která se zabývá fotovoltaikou a říkal, že s nimi vyjednávali tři roky a nedostali také ani prd.
Až uslyším od někoho, že má od Procházky baterku, která funguje pak budu upřímně rád, a budu mu fandit.