Ето как електромобилите ще поевтинеят с 30%

Две взаимосвързани неща спират напредъка на електрическите автомобили: това са цената на литиево-йонните батерии и сравнително кратката продължителност на живота им. Но сега един американски стартъп е готов да реши наведнъж и двата проблема, а технологията му изглежда толкова обещаващо, че привлече подкрепата на BASF и на Калифорнийската енергийна комисия.
 
 

  
 
Цената на литиево-йонните батерии падна драстично за последните 10 години - от 1183 долара за киловатчас до 156 долара в края на миналата година. Но дори и това е твърде високо за масовата употреба, и електромобилите си остават чувствително по-скъпи от конвенционалните коли. Ето пример: новото Renault Zoe, с 55-киловатчасова батерия и добро оборудване, струва над 70 000 лева - повече от два пъти над аналогично бензиново Renault Clio. Същото е съотношението и при другите производители. За да предпочете някой електромобила, са нужни политически мерки и държавни субсидии в особено големи размери, каквито няма скоро да дочакаме в България. Самите производители не могат да извлекат особена печалба от подобни модели заради високата себестойност на батерията, и ги налагат само защото екологичните изисквания и глобите от Брюксел ги принуждават.

   
Вторият, и свързан с това проблем, е продължителността на живота й. Eдна типична литиево-йонна батерия в наши дни издържа едва 500-600 пълни цикъла зареждане-разреждане-зареждане (от 100% до 0% до 100%). Това е съвсем приемливо за компании като Apple и Samsung, които биха се радвали да си купувате ново устройство от тях на всеки две-три години. Но очевидно не е приемливо за електромобилите, при които една смяна на батерията струва няколко хиляди долара. Затова производителите просто ограничават цикъла: те не позволяват да ползвате пълния капацитет на батерията, така че зареждането ви обикновено е до 85 или 90 на сто, не повече, и освен това правят всичко възможно да избегнат пълното й разреждане. Това удължава живота й до няколко хиляди цикъла. Но пак не е достатъчно да направи електромобила безгрижен, печеливш и продаваем на вторичния пазар.

Надеждите на производителите бяха с масовизацията на батериите да падне драстично и цената им. Но по-голямото търсене увеличи цените на някои суровини, и до голяма степен компенсира този ефект. Графиката е по данни на Bloomberg NEF

Какъв е най-честият проблем при литиево-йонните батерии? При химичната реакция в тях литиевите йони пътуват постоянно от катода към анода. Но в хода на реакцията катодът и анодът постепенно "обрастват" със слой от литиеви съединения, които не само пречат на пътя на йоните, но и постепенно изчерпват лития от електролита и така капацитетът на батерията намалява. Това обрастване се нарича Solid-Electrolyte Interphase, или SEI.

Тук на сцената излиза калифорнийският стартъп Coreshell Technologies. Неговите трима основатели са измислили начин да покрият електродите с много специален нанослой, който ги предпазва от "обрастване", а в същото време безпрепятствено пропуска литиевите йони. Това увеличава енергийната плътност на батерията, удължава чувствително живота й и, не на последно място, намалява нуждата от литий за производството й.
  
  

Основателите на Coreshell Джонатан Тан, Хосе Родригес и Роджър Басу
 
  
От компанията твърдят, че технологията им ще понижи себестойността на съвременните батерии с 30%. От германската BASF, един от най-големите доставчици на катодни материали и партньор на Coreshell, вече проведоха изпитания и потвърдиха това. "Технологията показва съществени подобрения в представянето спрямо стандартните материали", заяви говорител на BASF пред агенция Reuters.

За момента пред масовото й въвеждане стои само една пречка: от Coreshell трябва да измислят как да нанасят своето нанопокрие в хода на съществуващия процес за производство на електроди. Той до голяма степен наподобява ролките на печатарска преса. За момента от стартъпа не са успели да се нагодят към този процес и трябва да полагат покритието отделно, при по-високи разходи. Но очевидно задачата не е неразрешима, защото Coreshell за последния месец си осигури над 4 милиона долара допълнително финансиране от компании като Entrada Ventures, Baruch Future Ventures, UC Berkeley's Skydeck и Калифорнийската комисия по енергията.

Как работят литиево-йонните батерии и суперкондензаторите (ГАЛЕРИЯ):

2 от 7 | 7 ключови факта за суперкондензаторите

Как работят кондензаторите
В кондензатора не протичат никакви химични реакции. Положителният и отрицателният заряд се произвеждат изцяло от статично електричество. Вътре в кондензатора има две проводими метални пластини, отделени от изолиращ материал, наречен диелектрик. Зареждането много прилича на процеса, при който отърквате балон във вълнения си пуловер, за да залепне от статичното електричество. Позитивният и негативният заряди се натрупват в пластините, а разделителят между тях, който не им позволява да влязат в контакт, е на практика средството за съхранение на енергията. Един кондензатор може да се зареди и разреди дори и милион пъти, без да загуби капацитет.