Baterie w elektrykach pozwolą ugotować wodę na herbatę

W ostatnim czasie zawrotną karierę robi słowo „elektryfikacja”. Na ulicach pojawiły się elektryczne hulajnogi i deskorolki, coraz chętniej wsiadamy na elektryczne rowery, a producenci samochodów nieustannie poszerzają ofertę modeli na prąd. Już nawet zęby myjemy szczoteczkami, które nie wymagają od nas szorowania. Prawda jest taka, że już nie potrafilibyśmy żyć bez elektryczności, także tej zamkniętej w bateriach. Coraz odważniej opanowuje ona nowe obszary naszego życia. Co przyniesie przyszłość? Jak prąd zmieni świat w najbliższych latach?

Tak to się zaczęło

Zanim przejdziemy do przyszłości, najpierw cofnijmy się na chwilę w przeszłość. Do 1780 r., gdy włoski naukowiec Luigi Galvani zaobserwował coś, co nazwał „zwierzęcą elektrycznością”. Badając anatomię nóg żaby dotknął ich miedzianym haczykiem, a wówczas ciało płaza leżącego na żelaznej siatce… drgnęło. Galvani po prostu nieświadomie zbudował pierwsze ogniwo elektryczne, w którym rolę elektrolitu pełniły płyny śródtkankowe zwierzęcia.

20 lat później przyjaciel Galvaniego, Alessandro Volta wynalazł pierwszą prawdziwą baterię. Składała się ona z krążków miedzianych i cynkowych oddzielonych szmatką nasączoną solanką. To był skromny początek czegoś, co ukształtowało współczesny świat. 220 lat później używamy baterii do wszystkiego – telefonów, aparatów, laptopów, szczoteczek, rowerów. A szybki rozwój samochodów elektrycznych sprawia, że zagadnienie staje się jeszcze ciekawsze.

Bateria daje więcej swobody

Mówiąc najogólniej, ogniwa baterii wytwarzają energię przez elektrony przepływające z elektrody ujemnej do dodatniej. Samochód elektryczny ma wiele takich ogniw, często ich liczba idzie w setki. A wiele ogniw, to wyższa masa. I samej baterii, i jednocześnie całego samochodu. Dlatego akumulatory rozmieszcza się w pakietach, płasko i jak najniżej w podłodze. To pozwala równomiernie rozłożyć ciężar i obniża środek ciężkości. Samochód jest lepiej wyważony i znacznie lepiej się prowadzi. Do tego takie auto nie ma wielu elementów znanych z samochodów spalinowych. Choćby układu wydechowego, zbiornika paliwa, katalizatorów, wału napędowego etc. To daje stylistom znacznie więcej swobody w projektowaniu wnętrz – kabiny mogą być bardziej przestronne i praktyczniejsze.

Ale same baterie na przestrzeni lat także ewoluowały. – Obecnie jesteśmy w stanie zmieścić około trzy razy więcej ogniw w tej samej przestrzeni co jeszcze kilkanaście lat temu – mówi David Labrosse, który nadzoruje badania w europejskim centrum rozwoju Kia. Tłumaczy, że wynika to głównie z faktu, że mocno zoptymalizowano układ chłodzenia ogniw. Zamiast powietrza, jak dawniej, obecnie używa się do tego celu cieczy.

Ile to kosztuje?

Tak, samochody elektryczne są droższe niż konwencjonalne. Ale tanieją i to bardzo szybko. Pierwsze seryjne auta na prąd sprzed dekady były tandetne, kosztowały 150-200 tys. zł i przejeżdżały na jednym ładowaniu zaledwie 100-130 km. Współcześnie za 160 tys. zł można kupić pełnowartościową, przestronną Kię e-Soul z silnikiem o mocy 204 koni, bogatym wyposażeniem i zasięgiem przekraczającym 450 kilometrów.

Z danych firmy analitycznej Boston Consulting Group wynika, że na przestrzeni 11 lat koszty akumulatorów spadły kilkukrotnie. W 2009 r. wyprodukowanie 1 kWh kosztowało 700 dolarów, podczas gdy obecnie to 150-175 dol. Innymi słowy, jeszcze 10 lat temu sama bateria do e-Soula byłaby droższa o co najmniej 35 tys. dolarów, co podniosłoby finalną cenę auta o około 120 tys. zł!

Baterie w elektrykach: przejechałem e-Soulem 1500 km całkowicie za darmo!

– Wraz ze wzrostem produkcji, koszty nadal będą spadać. Z kolei same procesy produkcyjne staną się szybsze i bardziej ekonomiczne – przewiduje Labrosse. Dodaje, że tańsze komponenty to tańszy samochód dla klienta. A większa sprzedaż, to więcej inwestycji w rozwój technologii. Bloomberg New Energy Finance szacuje, że w okolicach 2025 r. ceny aut na prąd zrównają się z cenami samochodów spalinowych.

Baterie w elektrykach: Co przyniesie przyszłość?

Według firmy analitycznej McKinsey do 2040 r. około 70 proc. wszystkich pojazdów sprzedawanych w Europie będzie elektrycznych. Łącznie z pojazdami dostawczymi, ciężarówkami i autobusami. Zasięgi znacząco się poprawią, czasy ładowania skrócą, a ceny spadną. – Zdecydowanie poprawi się zdolność magazynowania energii w bateriach, do ich produkcji będą używane inne materiały, straty ciepła będą mniejsze, hamowanie regeneracyjne skuteczniejsze, a same auta będą miały większą moc – wróży David Labrosse.

Obecnie Kia prowadzi zaawansowane prace nad akumulatorami nowej generacji, w których ciekły elektrolit zastąpiono stałym. W ich przypadku dużo łatwiej kontrolować temperaturę, dzięki czemu chłodzenie jest prostsze i tańsze. Do tego takie nowatorskie baterie w elektrykach nie wymagają ciężkich i nieporęcznych „pancerzy” ochronnych, jak obecnie produkowane akumulatory. Będą więc także wyraźnie lżejsze, co z kolei oznacza, że auto będzie potrzebowało mniej energii do poruszania się. – Zastosowanie baterii ze stałym elektrolitem zwiększy bezpieczeństwo, poprawi trwałość, osiągi i wydłuży zasięgi — konkluduje Labrosse.

Drugie życie, czyli powerbank dla domu

Pytanie, które często pada w kontekście szybko rozwijającej się elektryfikacji w motoryzacji, dotyczy tego, co zrobimy z milionami ciężkich baterii, gdy samochody, w których je zamontowano, zakończą swój żywot. A to, że kiedyś staniemy przed takim problemem, jest pewne.

Zdaniem ekspertów część akumulatorów, szczególnie tych uszkodzonych, trzeba będzie poddać recyklingowi, ale większość będzie można ponownie wykorzystać po wyjęciu z auta. Jak? Na przykład używając w domach jako źródła energii w celu zrównoważenia poboru z sieci. Mogą być magazynem prądu wytwarzanego np. przez panele słoneczne na dachu. Korzystali z nich będziemy, jak z wielkiego powerbanku dla urządzeń domowych.

Innymi słowy, pewnego dnia każdy z nas będzie mógł sobie ugotować wodę w czajniku elektrycznym zasilanym energią z baterii wyciągniętych za auta. Ewentualnie ogrzać w nocy dom energią „uzbieraną” w akumulatorach w ciągu dnia. Na takiej elektryfikacji skorzystać mają wszyscy – zarówno my, jak i środowisko naturalne.