Az egymillió mérföldes kérdés

2016 óta dolgozik együtt a lítiumion specialista Jeff Dahn és a Dalhousie University csapata a Teslával, és épp most hosszabbítottak az együttműködésen 2026-ig. Dahn 2019-ben hívta fel magára „egymillió mérföldes akkumulátorával” a figyelmet, rámutatva labor eredményeivel, hogy a színvonalas lítiumion cellák (konkrétan 200 mAh-s egységeket töltött és sütött ki 100%-os, 75%-os, 50%-os és 25%-os szinten) egy 350 km hatótávú villanyautóra számolva legalább egymillió mérföldes életciklust biztosíthatnak, avagy 1,6 millió kilométer használat után kell csak lecserélni. Aligha véletlen, hogy Elon Musk is szűk egy éve beszél az egymillió mérföldes akkumulátorok korszakáról, Dahn tavaly szeptemberben pedig azzal frissítette kutatását, hogy a 2019 óta folyamatosan vizsgált cellák még mindig bírják, és 100%-os töltési/kisütési ráta esetében is meglehet a 3,5 millió kilométeres élettartam.

Jeff Dahn, a Dalhousie University professzora (forrás: Theglobeandmail) [+]

A lenti grafika a cellák kapacitásvesztését mutatja a töltöttség és a töltésórák viszonylatában – minél meredekebben esik a görbe, annál jobban csökken az elérhető kapacitás. Míg a veszteség teljes és 75%-os töltés/kisütési esetében 20 ezer töltésóra után közeledik a cellaélettartam végéhez, addig a félig és negyedig töltött és merített cellák 15 ezer ciklus után sem mutatnak jelentős degradációt. Ha pedig efféle, amúgy semmilyen radikális fejlesztést nem igénylő cellák a villanyautókban kikötnek, és ott évtizedekig bírják (ez persze csak évek távlatából fog kiderülni), a telep később amortizálódhat le, mint a verda többi része, számos opciót adva a tulajnak. Beépítheti az akkupakkot otthoni megújuló energiarendszerébe tárolóként, eladhatja vagy bepakolhatja egy új EV-be, akku nélkül megvéve.

Kapacitásvesztés Dahn celláiban 20 ezer óra folyamatos töltés/kisütés után (forrás: Dres Dalhousie) [+]

De megnyílhat az út a villanyautót hálózatra kötni (vehicle-to-grid), hogy a júzer a tárolt energiát csúcsidőszakban eladja, majd hajnalban (olcsóbban) visszatöltse, amit egyelőre elég vonakodva támogatnak a helyi áramszolgáltatók, plusz a járműnek és a hálózatnak fizikailag tudnia kell a kétirányú átvitelt. Mindenesetre sok helyütt tölthető vissza a hálózatba a lakossági napenergia, amit aztán a felhasználó a szolgáltatótól „levásárolhat”, és kezdenek elterjedni a virtuális erőművek (VPP), ahol egyenesen egy rakás decentralizált, lakossági és ipari napelem- és szélfarm állítja elő az energiát, és számos tárolóval együtt dolgozik azon, hogy egy háztömb vagy városnegyed igényét részben vagy teljesen kielégítse. Ilyen VPP épül például Dél-Ausztráliában, a Hornsdale Power Reserve pedig a helyi szélerőműhöz kapcsolt Megapack rendszerrel balanszírozza a helyi hálózatot, csökkenti a villanyszámlát és száll be tartalékenergiájával nagyobb kimaradás esetére. A Teslának már működik energiamenedzsmentre és kereskedésre specializálódott szoftvere (Autobidder), és ha a rendszerbe a villanyautó méretes akkuja is bekapcsolódik, elkerülhető a környezetszennyező ideiglenes fosszilis erőművek (peaker plant) beizzítása a nagy energiaigényű időszakokban.

Az extrém hosszú élettartamú telepek új iparágakban is kapóra jöhetnek: Dahn egy Dánia és Svédország között mozgó, elektromos hajtású komp esetében egyetlen nap 46 teljes töltéssel számol, míg egy elektromos vagy hibrid repülőgép naponta 6-7 ciklust pakolhat a telepbe (Musk saját VTOL-ját már a Vasember 2-ben belengette). Aki képes lesz ezekre a területekre is kellően kitartó és magas energiasűrűségű akkumulátorokat gyártani, rendkívül előnyös piaci pozícióba kerülhet, plusz megannyi startup és nagy cég dolgozik a szintén nagy cikluskívánalmú tömegközlekedési és tehergépjármű eszközök villanyosításán – csak az Amazon tízezret rendelt a Rivian szállítójárgányából.

Apple Car koncepciókép – lesz vagy nem lesz? Mostanság LFP cellával pletykálnak róla (forrás: Macrumors)

A minap a Pennsylvania State University egyetem és az EC Power State Collage kutatása arra jutott, hogy 60 fokon fenntartott környezetben az LFP, vagyis lítium-vas-foszfát cellák (LiFePO4) 3,2 millió kilométeres élettartamot is elérhetnek, míg Dahn nem zárja ki, hogy az elhasználódás szempontjából kényesebb, nagy mangán- és nikkeltartalmú katódok is bírhatnak ennyit. Talán az se véletlen, hogy épp a hosszú élettartam diskurzusába estek be az aktuális Apple autó pletykák: állítólag az almások is LFP katódon dolgoznak, a CATL efféle cellái pedig állítólag kétmillió kilométert bírnak. A Teslának pedig annyira megnőtt az energiaigénye és annyi tapasztalatot gyűjtött bő egy évtized alatt, hogy elérkezettnek látta az időt – sőt: belemenekült az akkugyártásba.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!