W historii Microsoftu całkiem często bywało tak, że gdy Bill Gates stwierdzał kategorycznie, że coś nie ma racji bytu, to po cichu już nad tym pracował. Jeśli więc Gates stwierdza, że elektryczne samoloty czy ciężarówki nie mają sensu, a w tle inwestuje w startup zajmujący się ogniwami solid-state, to brzmi to interesująco.
Transport ciężki w przyszłości – elektryczny czy na biopaliwa?
Bill Gates zdecydowanie nie jest specjalistą od baterii i samochodów elektrycznych. A jednak zainwestował w firmę QuantumScape, która chwali się ogniwami ze stałym elektrolitem. Między innymi jego pieniądze zostaną wykorzystane do debiutu giełdowego startupu, który wycenił się na 3,3 miliarda dolarów (równowartość 12,4 miliarda złotych).
W QuantumScape swoje udziały ma też Volkswagen czy Continental.
O ogniwach rozwijanych przez startup niewiele wiadomo. Firma ujawnia, że wykorzystano w nich stały elektrolit oraz że nie mają klasycznej anody. Oczywiście ogniwa z jedną tylko elektrodą nie mają sensu. Ten „brak anody” oznacza „brak anody uformowanej fabrycznie”, grafitowej czy grafitowo-krzemowej warstwy. Anoda powstaje w miejscu przyłączenia drugiej elektrody, a budują ją atomy litu uwalniane przez katodę w procesie ładowania.
W skrócie: mamy do czynienia z ogniwami litowo-metalowymi, Li-metal:
Brak konieczności fabrycznego przygotowywania anody oznacza niższe koszty produkcji. Powinien się też przełożyć na wyższą pojemność ogniw, nawet jeśli liczba atomów litu na katodzie będzie taka sama, jak w klasycznym ogniwie Li-ion. Dlaczego?
To proste: bez grafitowej anody ogniwo jest lżejsze i cieńsze, a jest w stanie przechować identyczny ładunek (=bo założyliśmy, że liczba atomów litu jest taka sama). Rośnie zatem grawimetryczna (zależna od masy) i wolumetryczna (zależna od objętości) gęstość energii ogniwa.
Mniejsze ogniwa przechowujące taki sam ładunek to możliwość upakowania większej ich liczby w pojemniku baterii, czyli wyższa pojemność baterii. Właśnie to obiecuje QuantumScape.
Tymczasem Bill Gates uważa, że elektryczne statki towarowe, samoloty pasażerskie czy ciężarówki prawdopodobnie nigdy nie będą praktycznym rozwiązaniem ze względu na wysoką wagę baterii. Bo trzeba ich sporo, DAF zwiększył zasięg swojego ciągnika siodłowego do ponad 200 kilometrów podnosząc pojemność akumulatorów do 315 kWh:
> DAF zwiększył zasięg CF Electric do ponad 200 kilometrów
Łatwo obliczymy, że zwiększenie zasięgu do 800 kilometrów wymagałoby zastosowania ponad 1,1 MWh ogniw o wadze co najmniej 7-8 ton. Dla Gatesa to słabość i, jak deklaruje, problem raczej nie do przeskoczenia.
Nie zgadzają się z nim jednak osoby, które zajmują się tematem. Elon Musk uważa, że samoloty elektryczne stają się sensowne, gdy osiągniemy 0,4 kWh/kg. Dziś zbliżamy się do poziomu 0,3 kWh/kg, a niektóre startupy twierdzą, że już osiągnęły 0,4 kWh/kg:
> Imec: Mamy ogniwa ze stałym elektrolitem, gęstość energii 0,4 kWh/litr, ładowanie 0,5 C
Ale współzałożyciel Microsoftu uważa, że przy dużych i ciężkich transportach lepszą alternatywą będą biopaliwa. Ewentualnie elektropaliwa, węglowodory uzyskiwane z wody i dwutlenku węgla z atmosfery (źródło). Czyżby dlatego zdecydował się zainwestować w firmę, która zajmuje się ogniwami ze stałym elektrolitem?
Nota od redakcji www.elektrowoz.pl: ogniwa QuantumScape to ciekawy wątek. Jeszcze do nich wrócimy 🙂
Zdjęcie otwierające: ilustracyjne, Bill Gates (c) Bill Gates / YouTube
