Οι μπαταρίες λιθίου-αέρα της κινεζικής CATL υπόσχονται πολύ υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, η οποία θα μεταφράζεται σε αυτονομία έως και 2.000 χιλιομέτρων.
Η παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία παρακολουθεί με ενδιαφέρον τις πρόσφατες εξελίξεις γύρω από τις τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας. Αυτήν τη φορά είναι ο κολοσσός κατασκευής μπαταριών CATL που φέρεται να εξερευνά μια επαναστατική και ταυτόχρονα εξαιρετικά απαιτητική τεχνολογία: Τις μπαταρίες λιθίου-αέρα.
Παράγει ενέργεια χρησιμοποιώντας οξυγόνο
Πρόκειται για μια προσέγγιση που θα μπορούσε, τουλάχιστον θεωρητικά, να προσφέρει αυτονομία άνω των 2.000 χιλιομέτρων στα ηλεκτρικά οχήματα, ξεπερνώντας κατά πολύ τα σημερινά δεδομένα. Το βασικότερο πλεονέκτημα αυτής της αρχής λειτουργίας είναι ότι η μπαταρία δεν χρειάζεται να έχει μέσα της όλα τα υλικά, αλλά αντλεί οξυγόνο απευθείας από την ατμόσφαιρα, θυμίζοντας σε σύλληψη τον τρόπο λειτουργίας ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Για να γίνει αντιληπτή η διαφορά, αρκεί να αναλογιστούμε ότι οι συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου περιορίζονται από το βάρος και τον όγκο των υλικών που περιέχουν. Αντίθετα, η τεχνολογία λιθίου-αέρα αξιοποιεί το οξυγόνο του αέρα ως βασικό συστατικό για να αποδώσει.
Έχει σημαντικά μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα
Κατά τη χρήση της, το λίθιο αντιδρά ηλεκτροχημικά με το οξυγόνο για να παράγει υπεροξείδιο του λιθίου, απελευθερώνοντας παράλληλα ηλεκτρική ενέργεια για την κίνηση του οχήματος. Στη φάση της φόρτισης, η διαδικασία αντιστρέφεται, διασπώντας το υπεροξείδιο, απελευθερώνοντας εκ νέου το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα και αποκαθιστώντας το μέταλλο λιθίου.
Αυτή η αρχή εκτοξεύει θεωρητικά την ενεργειακή πυκνότητα σε 3.505 Wh/kg έναντι 200 έως 300 Wh/kg των συμβατικών κυψελών και 350 έως 500 Wh/kg των προηγμένων στερεών μπαταριών (solid-state).
Ωστόσο, η απόσταση ανάμεσα στη θεωρία και στο πέρασμα στην παραγωγή παραμένει χαώδης. Το κυριότερο εμπόδιο που καλούνται να ξεπεράσουν οι ερευνητές είναι ότι, κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων, το παραγόμενο υπεροξείδιο του λιθίου είναι μια στερεή ουσία που συσσωρεύεται, λειτουργώντας ουσιαστικά σαν ένα σφουγγάρι που φράζει σταδιακά με ξένα σωματίδια, με αποτέλεσμα το οξυγόνο να δυσκολεύεται να διεισδύσει και η ωφέλιμη χωρητικότητα να κατακρημνίζεται.
Παρότι η φόρτιση υποτίθεται ότι αναιρεί αυτή τη διαδικασία, στην πράξη ο κύκλος αυτός δεν είναι ποτέ απόλυτα αποτελεσματικός, περιορίζοντας δραστικά τη διάρκεια ζωής και την ανθεκτικότητα του συστήματος.
Επιπρόσθετα, η ατμόσφαιρα δεν αποτελείται αποκλειστικά από καθαρό οξυγόνο. Περιέχει υγρασία, διοξείδιο του άνθρακα και άλλους ρύπους που εισέρχονται στο εσωτερικό της διάταξης και προκαλούν ανεπιθύμητες χημικές αντιδράσεις.
Αυτές οι παρενέργειες δημιουργούν ανεπιθύμητα χημικά υποπροϊόντα τα οποία αποδεικνύονται εξαιρετικά δύσκολο να απομακρυνθούν, καθιστώντας απαραίτητη την ενσωμάτωση προηγμένων συστημάτων φίλτρων αέρα για τη διατήρηση της απόδοσης σε βάθος χρόνου.
Η CATL από την πλευρά της δεν ισχυρίζεται ότι η τεχνολογία αυτή είναι έτοιμη να ανατρέψει τα δεδομένα της ηλεκτροκίνησης στο άμεσο μέλλον. Παραμένει, επί του παρόντος, απλά ένα ερευνητικό εγχείρημα.
Πηγή: 4troxoi.gr