O descoperire revoluționară în domeniul bateriilor ar putea reduce drastic prețul mașinilor electrice

Statele Unite își propun ca cel puțin jumătate din vânzările de mașini noi să fie electrice până în 2030.

Recentul val polar din Statele Unite i-a pus pe unii proprietari de mașini electrice (EV) în situații neplăcute.

Bateriile care se descarcă rapid, încărcare lentă, cozi lungi și mașini remorcate după ce au rămas fără curent au fost raportate din Illinois și Michigan până în Texas.

Temperaturile sub zero nu sunt grozave pentru durata de viață a bateriei EV, și nici pentru mașinile pe benzină care se defectează mai frecvent în condiții de îngheț. O nouă cercetare a unui serviciu de depanare norvegian a arătat că mașinile electrice se defectează mai puțin la frig extrem decât vehiculele alimentate cu combustibili fosili.

Cu toate acestea, îngrijorările legate de autonomia și longevitatea bateriilor litiu-ion pentru mașini electrice ajung într-un moment de impas pentru vânzări.

Un studiu Ipsos de anul trecut a constatat că, alături de cost, bariera pentru mulți oameni în cumpărarea unui vehicul electric a fost îngrijorarea cu privire la lipsa stațiilor de încărcare și a duratei de viață a bateriei.

Descoperirile semnalează o cheie în lucrările planurilor climatice ale SUA. Mai mult de un sfert din emisiile de gaze cu efect de seră ale țării provin din transport și, în acest scop, administrația Biden urmărește ca cel puțin jumătate din vânzările de mașini noi să fie electrice până în 2030. În prezent, mașinile electrice reprezintă aproximativ 9% din vânzările de mașini noi din SUA, conform instrumentului de urmărire al industriei EV Hub.

Dar o descoperire recentă a unei echipe de oameni de știință de la Universitatea Harvard ar putea ajuta la depășirea acestor obstacole. Cercetătorii de la Școala de Inginerie și Științe Aplicate (SEAS) au raportat la începutul acestei luni că au dezvoltat o nouă baterie „solid-state” care poate fi încărcată în timpul necesar pentru a umple un rezervor de gaz – și repetat cel puțin de 6.000 de ori.

În prezent, mașinile electrice, laptopurile și alte dispozitive electronice care au nevoie de stocare a energiei, folosesc de obicei baterii litiu-ion într-un design plat și compact cu „celule de pungă”.

Dar puterea bateriilor litiu-ion, așa cum s-a demonstrat, poate lua până acum doar mașini mai mari. De asemenea, au existat dovezi că aceste tipuri de baterii au luat foc.

În iunie anul trecut, patru persoane au murit după ce o baterie cu litiu-ion a luat foc într-un magazin de biciclete electrice din New York și s-a răspândit în apartamentele de deasupra. În decembrie, un incendiu a izbucnit pe o navă de marfă care transporta aproape 2.000 de tone de baterii litiu-ion în largul coastei Alaska.

Cursa pentru dezvoltarea bateriilor cu stare solidă s-a intensificat în ultimii ani, deoarece tehnologia este considerată esențială pentru a stimula trecerea la nivel național de la mașinile pe benzină la cele electrice. Companii, inclusiv Volkswagen și Toyota, au lucrat la propriile baterii cu stare solidă, urmărind să le introducă în mașini până la sfârșitul deceniului.

Dr. Xin Li, profesor asociat de știința materialelor la Harvard, a descris bateriile cu stare solidă drept „Sfântul Graal”.

Deși arată similar modelelor cu litiu-ion la exterior, bateriile cu stare solidă înlocuiesc electrolitul organic lichid cu un material precum o ceramică de înaltă tehnologie.

„Acesta se comportă mai bine decât lichidul și nu este inflamabil, așa că este mai sigur”, a spus dr. Xin Li pentru The Independent.

Bateria de mărimea unui timbru poștal a echipei Harvard și-a păstrat o capacitate de 80% după 6.000 de cicluri și a arătat performanțe bune la temperaturi scăzute.

Depășește alte baterii cu stare solidă de pe piață astăzi, au spus oamenii de știință, după ce au descoperit o nouă modalitate de a o face cu un anod metalic de litiu, care are de zece ori mai multă capacitate decât anozii de grafit tipici din comerț.

Durata lungă de viață a bateriei – echivalentă cu 30 de ani – ar putea reduce dramatic costul unui vehicul electric.

„Dacă consumatorul cheltuiește mai puțini bani pentru a cumpăra un vehicul electric care va conduce cu adevărat electrificarea globală”, a spus dr. Li.

Posibilitatea de a încărca bateria în câteva minute înseamnă și că are o densitate de putere foarte mare, mărind posibilitățile de utilizare a acestuia.

„Nu sunt doar mașinile electrice, ar putea fi avioane electrice care au nevoie de multă putere pentru a decola”, a adăugat el.

Dr. Li a început să lucreze serios la bateriile cu stare solidă când a început la Harvard în 2015, după ce a lucrat la MIT, Cal Tech, Penn State și Nanjing University din China. „Am avut câteva zeci de proiecte în paralel, dar după câțiva ani, mi-am dat seama de potențialul bateriilor cu stare solidă și m-am concentrat mai mult pe el”, a spus el.

În 2021, el și colegii de la Harvard au creat o companie, Adden Energy, pentru a licenția și a extinde tehnologia. O companie auto din SUA și-a testat deja bateria cu stare solidă și a constatat că are aceleași rezultate pozitive ca și în testele lor interne, a spus dr. Li.