Solid-state rafhlöður til að draga úr rafhlöðukostnaði og bæta orkuþéttleika

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• 24. Janúar, 2022

Innsýn samantekt

Bílaiðnaðurinn er á barmi umtalsverðrar umskiptis með tilkomu solid-state rafhlöður, sem búist er við að verði hagkvæmari og öruggari en hefðbundnar litíumjónarafhlöður. Þessar nýju rafhlöður, sem nota þurra keramikskilju í stað fljótandi raflausnar, gætu aukið afköst og skilvirkni rafknúinna ökutækja (EVs), gert þau meira aðlaðandi og þægilegri fyrir neytendur. Útbreiðsla rafbíla gæti haft víðtæk áhrif, þar á meðal atvinnusköpun í nýjum geirum, hreinna loft í þéttbýli og minnkandi hávaðamengun.

Samhengi við solid-state rafhlöður

Bílaiðnaðurinn á eftir að sjá stórt stökk í rafhlöðutækni þar sem leiðandi bílaframleiðendur setja út rafhlöður í föstu formi strax árið 2022. Helstu bílaframleiðendur um allan heim hafa fjárfest milljónir í þróun á föstu formi þar sem vísindamenn telja að framleiðslukostnaður við solid- ríkisrafhlöður gætu verið um 40 prósent lægri en hefðbundnar litíumjónarafhlöður, sem leiðir til verulegs sparnaðar ásamt fjölmörgum öryggisbótum.

Lithium-ion rafhlöður nútímans innihalda vökva sem virkar sem raflausn sem gerir litíumjónum kleift að ferðast á milli jákvæðs bakskauts og neikvæðrar rafskauts og mynda orku í því ferli. Þeir eru lykilþættir fartölva og snjallsíma, auk farartækja. En litíumjónarbílarafhlöður hafa galla; hleðslutíminn getur verið umtalsverður, þau innihalda eldfimt efni sem getur kviknað við árekstur og þau geta frosið við mjög lágt hitastig.

Vísindamenn hafa í gegnum árin prófað frábær efni til að leysa þessi vandamál og svarið er litíum-málm rafhlaða. Þurr keramikskiljari kemur í stað fljótandi raflausnarinnar og gerir kleift að flytja orku á skilvirkari hátt þegar jónirnar fara um brautirnar. 

Truflandi áhrif

Solid-state rafhlöður gætu verulega aukið afköst og skilvirkni rafbíla og gert þessi farartæki meira aðlaðandi fyrir neytendur. Þessi aukning á ættleiðingu gæti haft djúpstæð áhrif á bílaiðnaðinn og orðið til þess að framleiðendur breyta áherslu sinni í framleiðslu rafbíla. Ennfremur gæti styttri hleðslutími gert rafbíla þægilegri fyrir daglega notkun.

Notkun á föstum raflausnum, öfugt við eldfim vökva, gæti dregið úr hættu á eldsvoða í rafhlöðum, áhyggjuefni sem hefur hrjáð rafbílaiðnaðinn. Þessi eiginleiki gæti leitt til öruggari rafbíla, bjargað mannslífum og dregið úr eignatjóni. Þar að auki gæti aukið öryggi einnig leitt til lægri tryggingariðgjalda fyrir rafbíla, sem gerir neytendur hagkvæmari.

Víðtæk innleiðing rafbíla sem knúin eru af solid-state rafhlöðum gæti einnig hjálpað til við að ná innlendum umhverfismarkmiðum. Þar sem rafbílar framleiða enga útblástursútblástur gæti aukin notkun þeirra dregið verulega úr losun gróðurhúsalofttegunda. Ennfremur gætu stjórnvöld nýtt sér kosti rafgeyma í föstu formi til að stuðla að notkun rafbíla og bjóða neytendum og framleiðendum hvata eins og skattaívilnanir eða styrki.

Afleiðingar solid-state rafhlöður

Víðtækari áhrif solid-state rafhlöður geta falið í sér:

• Atvinnusköpun í nýjum geirum, eins og rafhlöðuframleiðslu og endurvinnslu, leiðir til fjölbreyttara hagkerfis.
• Aukið hagkvæmni og þægindi rafbíla, vegna bættrar frammistöðu solid-state rafhlöður, stuðla að hreinna lofti í þéttbýli.
• Þróun nýrra námuvinnsluverkefna fyrir nauðsynleg efni, sem leiðir til hagvaxtar á svæðum sem eru rík af þessum auðlindum.
• Samdráttur í olíuiðnaði, sem hefur áhrif á hagkerfi sem eru mjög háð olíuútflutningi og gæti leitt til landfræðilegra breytinga.
• Breytingar á borgarskipulagi þar sem fleiri rými eru helguð hleðslustöðvum og minna fyrir hefðbundnar bensínstöðvar.
• Fækkun slysa vegna rafhlöðuelda, sem leiðir til lægri heilbrigðiskostnaðar í tengslum við slík atvik.
• Breytingar á samgöngumynstri sem draga úr umferðaröngþveiti í þéttbýli.
• Minnkun á hávaðamengun í þéttbýli sem stuðlar að bættum lífsgæðum.
• Lækkun á förgun notaðra litíumjónarafhlöður, dregur úr umhverfismengun og tilheyrandi hreinsunarkostnaði.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Hver heldur þú að væri langtímaávinningurinn af því að nota solid-state rafhlöður í rafbílum?
• Hvað heldurðu að það myndi líða langur tími áður en allir rafbílar verða knúnir af solid-state rafhlöðum?