Czym są baterie półprzewodnikowe? Czy mogą zapoczątkować epokę udanych samochodów elektrycznych?

Wraz z intensyfikacją komercjalizacji pojazdów elektrycznych, producenci samochodów zaczęli zapowiadać wycofanie z produkcji samochodów z silnikami spalinowymi. Volkswagen planuje zwiększyć udział samochodów elektrycznych do 80% w Europie i 55% w Ameryce Północnej do 2030 roku, a Mercedes-Benz już ogłosił, że od 2023 roku nie będzie produkował więcej samochodów z silnikami spalinowymi. Również transport publiczny przechodzi na autobusy wodorowe lub elektryczne. W obliczu rosnącej popularności produkcji samochodów elektrycznych, baterie stałokrystaliczne zyskują uznanie jako rozwiązanie problemów związanych z bateriami pojazdów elektrycznych.

Obecne samochody elektryczne wykorzystują baterie litowo-jonowe. W przypadku baterii litowo-jonowych elektrolit, który umożliwia przepływ prądu między anodą a katodą, jest w stanie ciekłym, co niesie ze sobą ryzyko wycieku. Ponadto, ze względu na palność cieczy, istnieje ryzyko eksplozji w przypadku wysokich temperatur. W przypadku pożaru samochodu elektrycznego trudno jest go ugasić, a nieprawidłowe gaszenie może prowadzić do ryzyka wtórnej eksplozji, co może doprowadzić do poważnego wypadku.

Baterie stałokrystaliczne pojawiają się jako alternatywa, która rozwiązuje te wady baterii litowo-jonowych. Ponieważ elektrolit jest w stanie stałym, ryzyko wycieku spowodowanego uderzeniem jest wyeliminowane, a ze względu na brak substancji łatwopalnych prawdopodobieństwo zapłonu jest niskie, co zapewnia większe bezpieczeństwo. Jednakże, baterie stałokrystaliczne wciąż są na etapie rozwoju. Niedawno amerykańska firma produkująca baterie stałokrystaliczne, Solid Power, i koreańska firma SK ogłosiły współpracę w celu przyspieszenia rozwoju baterii stałokrystalicznych.

Wykorzystanie baterii stałokrystalicznych skraca czas ładowania i zwiększa zasięg pojazdu. Wygląda na to, że baterie stałokrystaliczne mogą rozwiązać większość problemów zgłaszanych przez użytkowników obecnych samochodów elektrycznych. Firmy już zaangażowały się w rozwój baterii stałokrystalicznych. W celu zwiększenia konkurencyjności kraju, rząd nie szczędzi wsparcia dla branży baterii stałokrystalicznych. Główne firmy planują wprowadzenie baterii stałokrystalicznych do użytku w latach 2025-2028.

W momencie, gdy epoka samochodów z silnikami spalinowymi dobiega końca, a rozpoczyna się era pojazdów elektrycznych, największą przeszkodą w komercjalizacji samochodów elektrycznych pozostaje wciąż ich cena. Obecnie wielu konsumentów rezygnuje z zakupu ze względu na cenę samochodów elektrycznych. Jeśli baterie stałokrystaliczne zostaną opracowane, początkowa cena może stanowić kolejną przeszkodę. Jednakże, podobnie jak w przypadku baterii litowo-jonowych, z czasem cena prawdopodobnie zacznie się stabilizować, ale potrzeba sporo czasu, aby osiągnęła poziom akceptowalny dla konsumentów.

Niedawno Chicago w Stanach Zjednoczonych doświadczyło arktycznego mrozu. Odczuwalna temperatura sięgała -30 stopni Celsjusza, a większym problemem niż ludzie były samochody elektryczne. Samochody elektryczne zamarzały i rozładowywały się, co doprowadziło do tłumów ludzi na stacjach ładowania. Ładowanie również nie przebiegało sprawnie, co ponownie wywołało krytykę samochodów elektrycznych. Samochody elektryczne wymagają chemicznej reakcji między anodą a katodą, aby prąd mógł płynąć i działać poprawnie. W przypadku znacznego spadku temperatury reakcja chemiczna zwalnia, co prowadzi do problemów z baterią. W obliczu coraz częstszych ekstremalnych upałów i mrozów spowodowanych zmianami klimatycznymi, warto zwrócić uwagę na to, czy wprowadzenie baterii stałokrystalicznych może rozwiązać ten problem.