Kolone električnih vozila priključenih na punjače odavno više nisu rijetkost na servisnim stanicama. Vozači često čekaju i po dvadesetak minuta, a nerijetko i duže, da bi nastavili put. Upravo to čekanje ostalo je jedna od ključnih prepreka za širu upotrebu električnih vozila.
Zbog toga industrija ubrzano traži rješenje koje bi punjenje približilo brzini točenja goriva. Razvoj ultra-brzih punjača mogao bi značajno promijeniti percepciju električnih vozila i ukloniti jednu od njihovih posljednjih praktičnih slabosti.
Jedno od najambicioznijih rješenja dolazi iz kineske kompanije BYD, trenutno najvećeg svjetskog proizvođača električnih vozila. Ova kompanija je 8. aprila u Parizu predstavila sistem punjenja snage 1.500 kW, koncipiran kao prolazna stanica nalik velikoj nadstrešnici sa koje vise kablovi. U kombinaciji sa njihovim novim premium modelom Denza Z9GT, ovaj sistem postiže rezultate koji do skoro nisu djelovali dostižno.
Baterija kapaciteta 122 kWh može se napuniti sa 10% na 70% za svega pet minuta, dok je za potpuno punjenje potrebno devet minuta.
Takva brzina punjenja zahtijeva znatno snažniju infrastrukturu nego što je danas uobičajeno. Naime, standardni kućni punjači koriste naizmjeničnu struju i oslanjaju se na ugrađene sisteme u vozilu koji je pretvaraju u jednosmjernu, što je dovoljno za sporo punjenje. Za brze dopune potrebni su javni punjači koji tu konverziju obavljaju direktno iz mreže i isporučuju mnogo veće snage.
Međutim, ograničenje ne dolazi samo iz infrastrukture. Fizička svojstva litijum-jonskih baterija postavljaju granicu koliko brzo energija može biti pohranjena. Tokom punjenja, litijum-joni se kreću sa katode ka anodi, gdje se skladište, a pri pražnjenju se vraćaju nazad. Kada se brzina punjenja poveća, dolazi do zagušenja u tom procesu, naročito na ulazu u anodu, što stvara otpor i dodatnu toplotu, a što je faktor koji može oštetiti bateriju.
U kompaniji BYD tvrde da su taj problem ublažili razvojem „Blade Battery“, u kojoj su katode i anode optimizovane na molekularnom nivou. Tanje komponente smanjuju unutrašnji otpor i omogućavaju brži protok jona. Ipak, da bi ova tehnologija bila zaista primjenjiva, potrebna je i odgovarajuća mreža punjača. Plan kompanije je globalno širenje, uz cilj da do kraja godine u Kini bude instalirano čak 20.000 punjača snage 1.500 kW, dok današnji brzi punjači uglavnom rade u rasponu od 100 do 350 kW.
Paralelno sa tim, britanska kompanija Nyobolt razvija drugačiji pristup. Umjesto oslanjanja na ekstremno snažnu infrastrukturu, fokusirali su se na unapređenje same baterije. Njihova baterija kapaciteta 35 kWh, ugrađena u lagani sportski automobil, može se napuniti sa 10% na 80% za manje od pet minuta koristeći postojeće brze punjače od 350 kW.
Iako manji kapacitet znači i kraći domet, lakša konstrukcija vozila omogućava da se postigne oko 250 kilometara autonomije, što je za određene namjene i više nego dovoljno. Kompanija navodi da može razvijati i veće verzije ovih baterija.
Ključ njihove tehnologije leži u materijalima. Kao i BYD, i Nyobolt su redizajnirali elektrode, ali koriste specifičnu kombinaciju niobijum-volfram oksida u anodama, što omogućava znatno brže kretanje jona i samim tim veće brzine punjenja.
Ova rješenja već nalaze primjenu izvan automobilske industrije. Nyobolt isporučuje baterije za data centre, gdje je brzo punjenje ključno za stabilizaciju velikih oscilacija u potrošnji energije. Nedavno su sklopili i ugovor sa Symbotic, američkom kompanijom koja razvija skladišne robote, kako bi im omogućili duži rad bez prekida zbog punjenja. U toku su i razgovori sa proizvođačima automobila.
Ipak, brzina ima svoju cijenu. Učestalo brzo punjenje može ubrzati degradaciju baterije, jer dodatno opterećenje utiče na njenu dugotrajnost. Inženjeri nastoje da i taj problem stave pod kontrolu. Prema navodima kompanije Nyobolt, njihove baterije su testirane kroz više od 4.000 ciklusa brzog punjenja, što odgovara vožnji od oko milion kilometara, pri čemu su zadržale više od 80% kapaciteta. Slična unapređenja dugotrajnosti najavljuje i BYD.
Ako se ova tehnološka rješenja pokažu održivim u praksi, iskustvo korišćenja električnih vozila moglo bi se značajno promijeniti. Zaustavljanje radi punjenja više ne bi značilo pauzu od dvadesetak minuta, već kratko zadržavanje koje se mjeri u minutima.
J.M.
Naslovna fotografija: BYD
