Polprevodniške baterije za zmanjšanje stroškov baterije in izboljšanje energijske gostote

• Avtor:
• ime avtorja

  Quantumrun Foresight
• Januar 24, 2022

Povzetek vpogleda

Avtomobilska industrija je na robu pomembnega premika z uvedbo polprevodniških baterij, ki naj bi bile stroškovno učinkovitejše in varnejše od tradicionalnih litij-ionskih baterij. Te nove baterije, ki uporabljajo suhi keramični separator namesto tekočega elektrolita, bi lahko izboljšale zmogljivost in učinkovitost električnih vozil (EV), zaradi česar bi bila privlačnejša in priročnejša za potrošnike. Široka uporaba električnih vozil bi lahko imela daljnosežne posledice, vključno z ustvarjanjem delovnih mest v novih sektorjih, čistejšim zrakom v mestnih območjih in zmanjšanjem obremenitve s hrupom.

Kontekst polprevodniških baterij

Avtomobilska industrija naj bi doživela velik preskok v tehnologiji baterij, saj bodo vodilni proizvajalci avtomobilov uvedli polprevodniške baterije že leta 2022. Vrhunski proizvajalci avtomobilov po vsem svetu so vložili milijone v razvoj polprevodniških baterij, saj raziskovalci menijo, da so proizvodni stroški polprevodniških baterij državne baterije bi lahko bile približno 40 odstotkov nižje od tradicionalnih litij-ionskih baterij, kar vodi do znatnih prihrankov in številnih varnostnih prednosti.

Današnje litij-ionske baterije vsebujejo tekočino, ki deluje kot elektrolit in omogoča litijevim ionom, da potujejo med pozitivno katodo in negativno anodo ter pri tem ustvarjajo energijo. So ključni sestavni deli prenosnikov in pametnih telefonov ter vozil. Toda litij-ionske avtomobilske baterije imajo slabosti; čas polnjenja je lahko precejšen, vsebujejo vnetljive vsebine, ki se lahko vnamejo ob trku, in lahko zmrznejo pri zelo nizkih temperaturah.

Raziskovalci so v preteklih letih testirali vrhunske materiale za rešitev teh težav in odgovor je litij-kovinska baterija. Suhi keramični separator nadomesti tekoči elektrolit in omogoča učinkovitejši prenos energije, ko ioni prečkajo poti. 

Moteč vpliv

Polprevodniške baterije bi lahko znatno izboljšale zmogljivost in učinkovitost električnih vozil, zaradi česar bi bila ta vozila bolj privlačna za potrošnike. Ta porast uvajanja bi lahko močno vplival na avtomobilsko industrijo in spodbudil proizvajalce, da se osredotočijo na proizvodnjo električnih vozil. Poleg tega bi lahko zaradi skrajšanega časa polnjenja električna vozila postala bolj priročna za vsakodnevno uporabo.

Uporaba trdnih elektrolitov, v nasprotju z vnetljivimi tekočimi, bi lahko zmanjšala tveganje požarov baterij, kar je skrb, ki pesti industrijo električnih vozil. Ta funkcija lahko vodi do varnejših električnih vozil, rešuje življenja in zmanjšuje materialno škodo. Poleg tega bi večja varnost lahko privedla tudi do nižjih zavarovalnih premij za električna vozila, zaradi česar bi bila bolj dostopna za potrošnike.

Široka uporaba električnih vozil, ki jih poganjajo polprevodniške baterije, bi lahko pomagala tudi pri doseganju nacionalnih okoljskih ciljev. Ker električna vozila ne proizvajajo emisij iz izpušne cevi, bi lahko njihova večja uporaba znatno zmanjšala emisije toplogrednih plinov. Poleg tega bi lahko vlade izkoristile prednosti polprevodniških baterij za spodbujanje uporabe električnih vozil, tako da bi potrošnikom in proizvajalcem ponudile spodbude, kot so davčne olajšave ali subvencije.

Posledice polprevodniških baterij

Širše posledice polprevodniških baterij lahko vključujejo:

• Ustvarjanje delovnih mest v novih sektorjih, kot sta proizvodnja baterij in recikliranje, kar vodi v bolj raznoliko gospodarstvo.
• Večja cenovna dostopnost in udobje električnih vozil zaradi izboljšane zmogljivosti polprevodniških baterij prispeva k čistejšemu zraku v mestnih območjih.
• Razvoj novih rudarskih projektov za potrebne materiale, ki vodijo do gospodarske rasti v regijah, bogatih s temi viri.
• Upad naftne industrije, ki vpliva na gospodarstva, ki so močno odvisna od izvoza nafte, in lahko povzroči geopolitične premike.
• Spremembe v urbanističnem načrtovanju, z več prostorov namenjenih polnilnim postajam in manj tradicionalnim bencinskim črpalkam.
• Zmanjšanje števila nesreč, povezanih s požari baterij, kar vodi do nižjih stroškov zdravstvene oskrbe, povezanih s takšnimi incidenti.
• Spremembe v vzorcih prevozov, ki zmanjšujejo prometne zastoje v mestnih območjih.
• Zmanjšanje obremenitve s hrupom v urbanih območjih prispeva k boljši kakovosti življenja.
• Zmanjšanje odlaganja izrabljenih litij-ionskih baterij, zmanjšanje onesnaževanja okolja in s tem povezanih stroškov čiščenja.

Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

• Kakšne bi bile po vašem mnenju dolgoročne koristi uporabe polprevodniških baterij v električnih vozilih?
• Kaj mislite, koliko časa bo minilo, preden bodo vsa električna vozila poganjale polprevodniške baterije?