Αναζητώντας τις νέες «υπερ-μπαταρίες»

«Με την ηλεκτροκίνηση να κερδίζει καθημερινά έδαφος τα ηλεκτρικά οχήματα προσπαθούν διαρκώς να αποκτήσουν μπαταρίες με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη χωρητικότητα, με στόχο την όλο και μεγαλύτερη αυτονομία τους» γράφει η αμερικανική τεχνολογική επιθεώρηση «Clean Technica».

Οπως διευκρινίζει, τα ζητούμενα είναι δύο: μείωση του κόστους τους και αύξηση της χωρητικότητάς τους, με το τεχνολογικό περιοδικό να επισημαίνει ότι οι υπάρχουσες μπαταρίες λιθίου έχουν σχεδόν φτάσει στα όριά τους, με αποτέλεσμα να αναζητούνται διακαώς νέες καινοτόμες λύσεις. Επίμαχο πρόβλημα συνιστά το κόστος μιας μπαταρίας ηλεκτρικού οχήματος, το οποίο παραμένει επίμονα υψηλό σε σύγκριση με το κόστος ενός ντεπόζιτου βενζίνης ή μιας δεξαμενής αερίου. Κάτι που, όπως γράφει το περιοδικό, είναι έτοιμο να αλλάξει, με το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας να διαβλέπει ότι το χαμηλό κόστος των νέων πιλοτικών τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας θα βοηθήσει τα ηλεκτροκίνητα οχήματα να καταστούν ο κανόνας και όχι η εξαίρεση στις μεταφορές.

Προκειμένου να αποσαφηνιστεί η σύγκριση του κόστους της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες) με το κόστος μιας δεξαμενής αερίου ή καυσίμου, πρέπει να γυρίσουμε πίσω στο... μακρινό 2013, οπότε επιστήμονες είχαν εξετάσει το κόστος λειτουργίας τού Chevy Volt για να διαπιστώσουν ότι το πραγματικό κόστος για πέντε χρόνια -συμπεριλαμβανομένου του καύσιμου και της συντήρησης καθώς και της τιμής του οχήματος- ξεπερνούσε κατά πολύ τη χρήση ενός οχήματος που κινούνταν με φυσικό αέριο ή βενζίνη. Κάτι πάντως το οποίο έκτοτε έχει βελτιωθεί θεαματικά.

Η άλλη σημαντική παράμετρος αφορά τη συντήρηση και την επισκευή κι αυτό επειδή η ηλεκτρική κίνηση απαιτεί περιορισμένη συντήρηση συγκριτικά με τα αυτοκίνητα που κινούνται με φυσικό αέριο ή βενζίνη. Ετσι όλο το «παιχνίδι» βρίσκεται στις νέες τεχνολογίες που θα παράξουν φτηνότερες και με μεγαλύτερη χωρητικότητα μπαταρίες.

Ποιες όμως είναι αυτές και κατά πόσο μπορούν να φέρουν την επανάσταση στην ηλεκτροκίνηση;

Με το κόστος τους να διαδραματίζει πρωταρχικό ρόλο, έχει ενδιαφέρον να δούμε ορισμένες από τις αναδυόμενες τεχνολογίες μπαταριών τις οποίες εξετάζει το αρμόδιο τμήμα του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ. Μία απ' αυτές ανήκει στον ερευνητή Γκέρμπραντ Τσέντερ, ο οποίος εργάζεται πάνω στο ζήτημα στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ στις ΗΠΑ και την οποία παρουσίασε πριν από περίπου τρεις εβδομάδες.

Ο Τσέντερ, ερευνητής μπαταρίας στο Εθνικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ, παρουσίασε μια νέα λύση. Πρότεινε την αντικατάσταση του κοβαλτίου και του νικελίου, που χρησιμοποιούνται σήμερα σε μπαταρίες ιόντων λιθίου, με σίδηρο ή μαγγάνιο, διευκρινίζοντας πάντως ότι η τεχνολογία δεν θα είναι διαθέσιμη για ευρεία χρήση πριν από περίπου πέντε ή έξι χρόνια.

Η μπαταρία στερεού τύπου συνιστά έναν άλλο τύπο τεχνολογίας που θα μπορούσε να κυκλοφορήσει στην αγορά περίπου το ίδιο χρονικό διάστημα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, αντί να χρησιμοποιείται υγρός ηλεκτρολύτης, αυτές οι μπαταρίες βασίζονται σε ένα στερεό, εύφλεκτο υλικό. Η λύση αυτή θα βοηθούσε, εκτός των άλλων, στη μείωση του κόστους, εξαλείφοντας την ανάγκη να κατασκευαστούν επιπλέον συστήματα στην μπαταρία. Και η μείωση των πρόσθετων συστημάτων θα συνέβαλε στη βελτίωση της χωρητικότητάς της, μειώνοντας το βάρος και αφήνοντας περισσότερο χώρο για τα στοιχεία αποθήκευσης ενέργειας.

Μια ακόμα πιο ελπιδοφόρα τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας, αλλά σε ακόμα πιο μακρινό ορίζοντα, συνιστά η «πολυδύναμη μπαταρία». Στην τρίτη αυτή περίπτωση, όπως εξηγούν οι επιστήμονες του αμερικανικού Πανεπιστημίου, «αντί να χρησιμοποιήσουμε ιόντα λιθίου, τα οποία είναι "μεμονωμένα σθεναρά", θα χρησιμοποιούνται υλικά με ιόντα που “σηκώνουν” περισσότερο φορτίο, όπως μαγνήσιο, ασβέστιο ή ενδεχομένως αλουμίνιο. Αυτές οι λεγόμενες "πολυδύναμες μπαταρίες" θα μπορούσαν επομένως να είναι πολύ μικρότερες και πολύ πιο ισχυρές από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου». Ωστόσο, σύμφωνα με τον Τσέντερ, οι πολυδύναμες ή «πολυσθενείς», όπως λέγονται επιστημονικά, μπαταρίες, απέχουν περίπου 10 χρόνια από τη δημιουργία τους μέχρι τη διάθεσή τους στις αυτοκινητοβιομηχανίες που κατασκευάζουν ηλεκτρικά οχήματα.

Συμπερασματικά η ηλεκτροκίνηση σίγουρα υπόσχεται ένα σαφώς πιο «πράσινο» μέλλον. Ωστόσο, για να έρθει αυτό, πρέπει να διανυθεί ένας αρκετά μακρύς τεχνολογικός δρόμος, έτσι ώστε να καταστούν όχι μόνο φτηνότερες, αλλά κυρίως να αποκτήσουν μεγαλύτερη χωρητικότητα παραμένοντας στο ίδιο ή ακόμα και μικρότερο μέγεθος, ένα στοιχείο-κλειδί για τη μαζικότερη κατασκευή ηλεκτροκίνητων οχημάτων.