Przełom w e-mobility. Nowy akumulator Toyoty

Toyota opracowuje akumulatory półprzewodnikowe, które zapowiada się jako przełom dla pojazdów elektrycznych. Jeśli wszystko się uda to na jednym ładowaniu przejedziemy 500 km, zaś samo ładowanie akumulatorów zajmie jedynie 10 minut.

Dążenie do dekarbonizacji sektora transportowego jest głównym czynnikiem napędzającym prace nad akumulatorami wytwarzanymi z nowatorskich materiałów. Powodem tego jest ich ogromne znaczenie w technologii umożliwiającej elektryfikację sektora transportu. Obecnie w pojazdach elektrycznych stosowane są nowoczesne akumulatory litowo-jonowe. Nie są one jednak pozbawione wad. W związku z tym trwają badania nad poprawą kluczowych parametrów akumulatorów. Potrzebujemy pojazdów elektrycznych bezpiecznych, o dalekim zasięgu i z możliwością szybkiego ładowania. Jednym z podmiotów zajmujących się tym tematem jest Toyota, która opracowuje akumulator półprzewodnikowy.

Potencjalne korzyści z zastosowania akumulatorów półprzewodnikowych

Toyota to największy na świecie producent samochodów. Akumulatory wprowadzane przez tą firmę mogą być przełomem dla pojazdów elektrycznych i dla całej branży transportowej. Ze względu na potencjalne unikalne korzyści opracowywana technologia jest realną alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych. W porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami, akumulatory półprzewodnikowe są dużo lżejsze, mocniejsze, trwalsze, zajmują mniej miejsca, ładują się szybciej i charakteryzują się mniejszym ryzykiem pożarów. Oznacza to, że zastosowanie nowatorskich akumulatorów Toyoty rozwiązałoby większość problemów związanych z wadami dotychczasowych pojazdów elektrycznych. Jak na razie dosyć uciążliwy jest zbyt krótki dystans pokonywany na jednym ładowaniu i długie czasy ładowania.

Zgodnie z założeniami Toyoty, samochody wyposażone w akumulatory półprzewodnikowe mają mieć dwukrotnie większy zasięg niż samochody z akumulatorem litowo-jonowym. Większa gęstość energii sprawi, że większa ilość energii będzie możliwa do dostarczenia z akumulatorów o tej samej wadze. Jednocześnie użyte materiały będą mniej łatwopalne jak dotychczasowe, co wpłynie korzystnie na bezpieczeństwo nowych produktów. Naładowanie pojazdu zawierającego akumulator półprzewodnikowy zajmie tylko około 10 minut, co znacznie skróci czas ładowania – nawet trzykrotnie.

Firma chce jako pierwsza sprzedać pojazd elektryczny wyposażony w akumulator półprzewodnikowy. Prototyp, według zapewnień producenta, pojawi się już w tym roku. Toyota, we współpracy z Panasonic, posiada ponad tysiąc patentów dotyczących akumulatorów półprzewodnikowych. Chociaż Toyota nie jest jedynym uczestnikiem rynku podejmującym to wyzwanie to liczy na to, że wczesne postępy technologiczne zapewnią jej wiodącą pozycję w produkcji akumulatorów.

Otoczenie rynkowe

Nissan pracuje nad własnym akumulatorem półprzewodnikowym, który ma się pojawić się w pojeździe do 2028 roku. Firma przygotowuje się też do wprowadzenia na rynek swojego pierwszego elektrycznego SUV-a: Ariya. Zarówno Toyota, jak i Nissan mają za sobą wsparcie japońskiego rządu. Japonia utworzyła fundusz wspierający dekarbonizajcję o wartości około 19 miliardów dolarów. Jego duża część zostanie wykorzystana do wspierania rozwoju baterii półprzewodnikowych (w szczególności na zakup litu, którego światowe rezerwy są ograniczone).

Przejście na nową technologię akumulatorów wpłynie na inne firmy działające na rynku. Producenci materiałów samochodowych starają się stworzyć niezbędną infrastrukturę do zaopatrywania producentów samochodów. Co najmniej dwie duże japońskie firmy wydobywcze i naftowe, Mitsui Kinzoku i Idemitsu Kosan, tworzą infrastrukturę do produkcji elektrolitu stałego.

Trzeba zauważyć, że nie tylko Japonia rozwija technologię. Firmy z innych krajów także pracują nad tego typu innowacjami. Badania i analizy przewidują, że globalny rynek nowych akumulatorów (wszystkich, które są efektywniejsze od litowo-jonowych) wzrośnie z 39 mln USD w 2020 roku do 413 mln USD w 2025 roku, do 3,1 mld USD w 2030 roku i do 25,2 mld USD w 2035 roku.

Źródła:

Toyota Plans Revolutionary Solid State Battery for 2021 (yt: ColdFusion) https://www.youtube.com/watch?v=G01xv1RyRVw&t=5s

Toyota, QuantumScape Solid-State Batteries and Future New Efforts (yt: Torque News) https://www.youtube.com/watch?v=MZiatUsrZrk