Il cobalto è sempre stato costoso e la catena di approvvigionamento è fragile.Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha avviato un progetto di ricerca tre anni fa per sviluppare batterie agli ioni di litio che non richiedono cobalto, accelerando così la nuova energia riducendo i costi della batteria. Lo sviluppo della tecnologia automobilistica pone le basi per la creazione di veicoli elettrici e sistemi di stoccaggio di energia industriale con prezzi più bassi e una maggiore durata della batteria.
Lo scienziato dei materiali Gerd Ceder è il direttore della ricerca del Lawrence Berkeley National Laboratory e attualmente sta lavorando a un "salgemma disordinato" come catodo per batterie ricaricabili.
In generale, il catodo di una batteria agli ioni di litio ha bisogno di cobalto per mantenere una struttura stratificata per il passaggio degli ioni di litio, ma molti anni fa, il professor Ceder e colleghi hanno scoperto un nuovo tipo di materiale in grado di immagazzinare più ioni di litio, che dovrebbe essere completamente Migliora la densità energetica delle batterie al litio senza usare cobalto.
In un'intervista con la rivista MIT Technology Review, il professor Ceder ha discusso le sfide dei nuovi materiali per batterie, i vantaggi delle batterie al litio e il motivo per cui la tecnologia delle batterie sembra essere sempre stagnante.
Figura 丨 Professor Gerd Ceder
MIT Technology Review: qual è il prossimo passo per il tuo nuovo progetto di ricerca e sviluppo?
Gerd Ceder: Abbiamo introdotto questo concetto quattro anni fa, ora che abbiamo trovato molti composti con proprietà ideali, selezioneremo alcuni materiali per la sperimentazione.Se i nuovi materiali possono risolvere i problemi che affrontiamo, allora Il prossimo passo è provare la commercializzazione.
Per questi materiali, in primo luogo devono avere una buona velocità di scarica, oltre alla vita standard della batteria, quindi utilizzeremo vari metodi per elaborare il materiale per migliorare ulteriormente le prestazioni della batteria.
Al momento, abbiamo effettuato la prossima fase di test sui materiali più potenziali, penso che questo sia il più promettente successo da quando ho iniziato questa ricerca sui materiali.
Revisione della tecnologia MIT: Perché un nuovo materiale impiega così tanto tempo dal laboratorio al mercato?
Gerd Ceder: Qualsiasi prodotto commerciale impiegherà molto tempo in questo processo e la velocità della ricerca e dello sviluppo non sarà in grado di promuovere l'intero processo, a causa dell'ottimizzazione dei materiali, dei test e dell'accettazione da parte dei consumatori. Avrà un impatto sull'elenco dei prodotti.
Per la batteria, durante questo periodo, il materiale deve essere prodotto in serie e, dopo averlo testato, viene inviato al produttore della batteria per un periodo di 2 anni, quindi anche oggi abbiamo trovato un materiale perfetto in laboratorio. , il prodotto richiede anche 6-10 anni di commercializzazione.
Revisione della tecnologia MIT: alcuni anni fa hai detto che "la batteria solida è una batteria quasi perfetta", la pensi ancora così?
Gerd Ceder: Le batterie a stato solido sono ancora la "batteria perfetta" nel mio cuore, e sono ottimista al riguardo: gli sforzi delle persone in questo settore porteranno alla fine alla performance dei prodotti a batteria allo stato solido.
Ma devo dire che ci sono ancora molti problemi da risolvere nelle batterie allo stato solido: il problema più grande con gli elettroliti solidi è la loro stessa instabilità, ed è proprio per questo che nessuno ha mai realizzato una produzione di massa di batterie allo stato solido.
Ma non importa cosa, penso ancora che questo sia uno degli sviluppi tecnologici più promettenti.
Revisione della tecnologia MIT: la tecnologia Grid Storage è una tecnologia che ha ricevuto molta attenzione nella comunità degli investitori negli ultimi anni. Quali sono le direzioni di ricerca che ritenete promettenti in questo campo?
Gerd Ceder: A mio parere, ci sono ancora molte incertezze nello stoccaggio dell'energia della rete: a breve termine, le batterie al litio sono ancora l'unica scelta per ragioni di affidabilità.
Per le altre tecnologie, non nego che le nuove tecnologie possano entrare nel campo dello stoccaggio dell'energia elettrica, ma questo gigante del settore si riunisce, non possiamo sottovalutare il grado di competizione.
Revisione della tecnologia MIT: alcuni esperti dicono che le batterie agli ioni di litio hanno un limite di costo inferiore, quindi questo non si applica alla conservazione a lungo termine di energia elettrica. Qual è la tua opinione al riguardo?
Gerd Ceder: Le batterie agli ioni di litio sono già molto economiche: per altre tecnologie, anche se teoricamente meno costose, dovrebbero essere costruite per prime, ma allo stesso tempo le startup possono sopravvivere solo in mercati di alto valore. Il mercato dello stoccaggio di energia elettrica non ha questa caratteristica.
Per dare un esempio estremo: se hai bisogno di immagazzinare elettricità per 6 mesi, quanto sei disposto a pagare? Ovviamente, un tale servizio deve essere molto economico per attirare i clienti, altrimenti sarebbe meglio scegliere la generazione diretta di energia. Pratica economica
Inoltre, non sono sicuro che questa soluzione estremamente economica possa essere raggiunta nel campo dello stoccaggio elettrochimico, perché le batterie chimiche non possono risolvere tutti i problemi.
