3,5 millió kilométer egyetlen akkumulátorral

Alig fél évvel ezelőtt futótűzként járta be az elektromobilitással foglalkozó sajtót Dr. Jeff Dahn, a Tesla házi akkumulátor kutatójának, a Dalhousie Egyetemen egy kutatócsoport vezetőjének egy tanulmánya, amiben 1 millió mérföldes, azaz 1,6 millió kilométeres akkumulátor élettartamot jósolt. Már annak megvalósulását is egyértelmű sikerként kezelné mindenki, de azóta rengeteget változott a világ. Volt például egy Tesla akkumulátor-nap, ahol bemutatták a nagyobb méretű, 4680 cellákat, amelyek a fül nélküli kialakításnak köszönhetően kevésbé melegednek a nagy teljesítményű töltés és kisütés közben.

Jeff Dahn egy újabb prezentációval (amit Dr. Lukas Swan-nel közösen tartott szeptember végén) lepte meg a világot azzal, hogy ezúttal már 3,5 millió kilométeres akkumulátor élettartamról beszél.

A hosszú élettartamot azzal támasztja alá, hogy a laboratóriumi tesztek során 3 év során 10 000 ciklus után sem mért olyan mértékű degradációt, amelytől csereérett lenne az akkumulátor. A korábbi akkumulátoroknál jellemzően 2000 teljes ciklussal számoltak, ráadásul az autók hatótávja is kisebb volt, mint ma. Amennyiben abból indulunk ki, hogy egy mai elektromos autó valós hatótávja 350 km, amely az új autóknál egyáltalán nem irreális, akkor a hatótávot a 10 000 ciklussal szorozva egyszerűen megkapjuk a 3,5 millió kilométer feletti élettartamot.

Advertisement
Forrás: Energy Storage & Sustainable Engineering with Lukas Swan and Jeff Dahn / Youtube

Amikor elektromos autókról beszélgetünk a témát kevésbé ismerőkkel, gyakran felmerül a kérdés, hogy mennyibe kerül majd az akku csere? Nos, amennyiben a Tesla kutatójának eredményei a gyakorlatban is elérhetők lesznek, már nem az lesz a kérdés, hogy mikor kell cserélni egy villanyautó akkumulátorát, sokkal inkább az, hogy hány autót képes kiszolgálni egy akku, hiszen az autók többsége a teljes élettartama során meg sem közelíti az 1 millió kilométeres futást.

EZT OLVASTAD MÁR?  Európai akkugyártótól is vesz cellát a BMW

 

Miért lehet szükség mégis ilyen akku élettartamra? A válasz nem az autókban, inkább a megújuló energiás áramtermelésben keresendő. Amennyiben valaki egy 10 000 ciklus élettartamú akkut vásárol az otthoni napelemes rendszere mellé, amit minden nap feltölt, éjjel pedig felhasználja a tárolt energiát, akkor évente 365 ciklust teljesít az akku. Nos, ha az akku élettartama 10 000 ciklus, akkor több mint 27 évig ki fogja szolgálni a háztartást a PowerWall, ami összemérhető egy napelemes rendszer élettartamával.

További fontos felhasználási terület lehet az elektromos autók v2g (vehicle to grid) megoldása. Az Egyesült Államokban jellemzően iskolabuszoknál terveznek. Egy nap közben a parkolóban álló iskolabusz akkumulátorát teljesen feltöltve a busz nem csak a reggeli és délutáni kört tudja majd megtenni, de akár még az esti csúcsok idején is besegíthet a lakosság energiaellátásába, persze ügyelni kell arra, hogy a reggeli körre maradjon még elegendő energia a busz akkumulátorában.

A Jeff Dahn által felvetett felhasználási területek lehetnek még például a Svédország és Dánia között ingázó komp, amely naponta 46-szor teszi meg a két part között a szűk fél órás utat. Egy jelenlegi akkumulátorral jelentősen túl kell méretezni az akkut, azonban ha 10 000 ciklus az akku élettartama és van elegendő idő a két út közötti utántöltésre, akkor akár 46 ciklus is kerülhet naponta az akkuba, amivel 3 év lenne az akku élettartama. Hibrid repülőgépek esetén pedig napi 6-7 ciklussal számol a kutató, na de mi az a hibrid repülőgép? A megoldás lényege, hogy egy repülőgépnek felszálláskor lényegesen nagyobb teljesítményre van szüksége, mint repülés közben, ezért a hajtóműveket jelentősen túl kell méretezni. Hibrid megoldással kisebb teljesítményű hajtóművekkel is működőképes lehet a repülés, így felszállásonként egy ciklussal számolhatunk az akkumulátornál.

EZT OLVASTAD MÁR?  Sorra szedi az európai skalpokat a Model 3

Az előadás második felében a hallgatók kérdéseit válaszolta meg a két kutató. Felmerült kérdésként például a Tesla 4680-as, azaz 46 mm átmérővel rendelkező 80 mm magas celláinak melegedése. Dr. Swan felhívta a figyelmet a cellák középén látható jelentős méretű üregre, amely akár hűtőfolyadék áramoltatására is alkalmas lehet.

Egy másik kérdésre válaszként Dr. Dahn, aki korábban több mint egy évtizedig hidrogén üzemanyagcellák kutatásával is foglalkozott, elmondta, hogy a hidrogénnel a fő probléma az alacsony hatásfok. Amennyiben nem szénhidrogénből állítják elő szennyező módon a hidrogént, akkor marad a vízbontás elektrolízissel. Ebben az esetben az elektrolízis hatásfoka 70-80%, a hidrogént nagy nyomáson kell tárolni, ami 80-90%-os hatásfokot jelent, végül a tüzelőanyag cella hatásfoka csupán 50-60%, így az eredő hatásfok mindössze 35-40%, azaz nagyon energiapazarló megoldásról beszélhetünk. Ezzel szemben a lítium-ion akkumulátorok hatásfoka 95% körüli.

 

Elektromos autót használsz?

Szűcs Gábor

2019-ben csatlakoztam szerzőként a villanyautosok.hu csapatához, de már 2017-től aktív villanyautós vagyok. A környezetvédelmet fontosnak tartó családapaként nem csak az autó üzemanyagát, de a háztartás fogyasztását is igyekszem helyben megtermelni. Az áramot természetesen a háztetőn lévő napelemekkel, a zöldséget és gyümölcsöt pedig a kertben. Mert nem mindegy, hogy mit eszünk meg és milyen levegőt szívunk be.