Οι εικόνες με ηλεκτρικά αυτοκίνητα συνδεδεμένα σε φορτιστές, ενώ οι οδηγοί περιμένουν υπομονετικά να γεμίσουν οι μπαταρίες, έχουν γίνει πλέον συνηθισμένες σε πολλά πρατήρια. Παρόλο που κάποια νεότερα μοντέλα μπορούν να φορτίσουν σε περίπου 20 λεπτά, αρκετά άλλα απαιτούν σαφώς περισσότερο χρόνο. Παρ’ όλα αυτά, σύμφωνα με δημοσίευμα του Economist, στο κοντινό μέλλον ορισμένοι οδηγοί ενδέχεται να επιστρέφουν στο δρόμο πολύ πιο γρήγορα, καθώς οι εταιρείες εξελίσσουν τεχνολογίες υπερταχείας φόρτισης που επιτρέπουν την πλήρωση της μπαταρίας σχεδόν με την ίδια ταχύτητα που γεμίζει ένα ρεζερβουάρ βενζίνης ή ντίζελ. Μια τέτοια εξέλιξη θα μπορούσε να άρει ένα από τα τελευταία σημαντικά εμπόδια για τη μαζική εξάπλωση των ηλεκτρικών οχημάτων.

Ο υπερφορτιστής της BYD και η μπαταρία Blade

Όπως αναφέρει ο Economist, ένα τέτοιο σύστημα θα παρουσιαστεί στο Παρίσι στις 8 Απριλίου από την κινεζική BYD, τη μεγαλύτερη κατασκευάστρια ηλεκτρικών οχημάτων στον κόσμο. Αποτελείται από έναν ισχυρό φορτιστή drive-through 1.500kW, ο οποίος μοιάζει με μια μεγάλη υπερυψωμένη γερανογέφυρα από την οποία κατεβαίνουν καλώδια επαναφόρτισης. Όταν συνδεθεί σε ένα Denza Z9GT, το νέο premium μοντέλο της BYD, η «μπαταρία Blade» των 122kWh του αυτοκινήτου μπορεί να εκτοξευτεί από το 10% της χωρητικότητας στο 70% μέσα σε πέντε μόνο λεπτά. Η πλήρης φόρτιση διαρκεί εννέα λεπτά.

Η φόρτιση μιας μπαταρίας EV απαιτεί έναν φορτιστή που μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα, όπως παρέχεται από το δίκτυο, σε συνεχές. Ένας φορτιστής που περιέχεται στα αυτοκίνητα μπορεί, όταν είναι συνδεδεμένος σε οικιακή παροχή, να διεκπεραιώσει αργή φόρτιση κατά τη διάρκεια της νύχτας. Για ταχύτερη φόρτιση απαιτείται πιο ισχυρό κιτ, το οποίο περιέχεται στους δημόσιους ταχυφορτιστές, οι οποίοι μετατρέπουν την ενέργεια απευθείας από το δίκτυο.

Υπάρχει, ωστόσο, ένα όριο στο πόσο γρήγορα μπορεί να επαναφορτιστεί μια μπαταρία ιόντων λιθίου, ο τύπος που χρησιμοποιείται συνήθως στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Όταν η μπαταρία συνδέεται στην πρίζα, φορτισμένα σωματίδια που ονομάζονται ιόντα λιθίου μεταναστεύουν από την κάθοδο στην άνοδο, όπου συσσωρεύονται και αποθηκεύονται. Όταν η μπαταρία εκφορτίζεται, τα ιόντα μεταναστεύουν πίσω. Η δυσκολία έγκειται στο ότι, καθώς ο ρυθμός φόρτισης αυξάνεται, μπορεί στη ροή των ιόντων να δημιουργηθούν στενώσεις, ιδίως στην άνοδο. Αυτό δημιουργεί αντίσταση και καταστροφική θερμότητα.

Η BYD λέει ότι η μπαταρία Blade χρησιμοποιεί καθόδους και ανόδους που έχουν σχεδιαστεί σε μοριακό επίπεδο για να αυξήσουν τη ροή ιόντων. Εν μέρει αυτό γίνεται με τη χρήση λεπτών εξαρτημάτων, τα οποία μειώνουν την εσωτερική αντίσταση. Για να μπορέσουν αυτές οι μπαταρίες να αξιοποιήσουν τις δυνατότητές τους, η BYD θα πρέπει να εγκαταστήσει τους πανίσχυρους φορτιστές της των 1.500kW στα πρατήρια καυσίμων, όπου οι περισσότεροι υπάρχοντες ταχυφορτιστές λειτουργούν στα 100-350kW. Η BYD στοχεύει να εγκαταστήσει τους μεγάλους φορτιστές της σε παγκόσμιο επίπεδο και αναμένει να έχει 20.000 λειτουργικούς στην Κίνα μέχρι το τέλος του έτους.

Η μπαταρία της βρετανικής Nyobolt

Η Nyobolt, μια εταιρεία αποθήκευσης ενέργειας που δημιουργήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, στη Βρετανία, έχει υιοθετήσει μια λιγότερο αποθαρρυντική προσέγγιση στο ίδιο πρόβλημα. Η μπαταρία των 35 kWh που έχει εγκαταστήσει σε ένα ελαφρύ σπορ αυτοκίνητο μπορεί, όταν συνδεθεί σε έναν υπάρχοντα ταχυφορτιστή 350 kW, να αυξηθεί από το 10% της χωρητικότητας στο 80% σε λιγότερο από πέντε λεπτά. Παρόλο που η μπαταρία έχει μικρή χωρητικότητα για τα σημερινά δεδομένα, το μικρό βάρος του αυτοκινήτου σημαίνει ότι μπορεί να παρέχει εμβέλεια περίπου 250 χιλιομέτρων (155 μίλια). Η εταιρεία μπορεί επίσης να παράγει μεγαλύτερες εκδόσεις.

Όπως και η BYD, η Nyobolt ξεπερνά το πρόβλημα της εσωτερικής αντίστασης με τον επανασχεδιασμό των ηλεκτροδίων. Οι άνοδοί της κατασκευάζονται από μια ιδιόκτητη μορφή οξειδίου νιόβιου-βολφραμίου, η οποία επιτρέπει στα ιόντα να εισέρχονται και να εξέρχονται πολύ πιο γρήγορα, αυξάνοντας το ρυθμό φόρτισης.

Η Nyobolt ήδη διαθέτει μπαταρίες με αυτές τις ανόδους για χρήση σε κέντρα δεδομένων, όπου απαιτείται γρήγορη φόρτιση ώστε να εξισορροπούνται οι μεγάλες διακυμάνσεις στην κατανάλωση ενέργειας. Παράλληλα, υπέγραψε πρόσφατα συμφωνία με την αμερικανική Symbotic, προκειμένου να εξοπλίσει τα ρομπότ αποθηκών της με μπαταρίες ταχείας φόρτισης, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να λειτουργούν για περισσότερη ώρα. Επιπλέον, βρίσκεται σε συζητήσεις με διάφορους κατασκευαστές οχημάτων.

Ωστόσο, η αύξηση της ταχύτητας φόρτισης συνοδεύεται και από μειονεκτήματα, σημειώνει ο Economist. Η μεγαλύτερη καταπόνηση που προκαλεί η ταχεία φόρτιση μπορεί να οδηγήσει τις μπαταρίες σε ταχύτερη απώλεια χωρητικότητας σε σχέση με τη συμβατική φόρτιση. Οι μηχανικοί εργάζονται για να αντιμετωπίσουν και αυτό το ζήτημα. Σύμφωνα με τον Sai Shivareddy, συνιδρυτή και επικεφαλής της Nyobolt, οι μπαταρίες τους έχουν δοκιμαστεί σε πάνω από 4.000 κύκλους ταχείας φόρτισης – κάτι που αντιστοιχεί σε περίπου ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα οδήγησης – διατηρώντας πάνω από το 80% της αρχικής τους απόδοσης. Και η BYD υποστηρίζει ότι η δική της μπαταρία θα προσφέρει αυξημένη ανθεκτικότητα. Έτσι, η ιδέα να χαλαρώνει κανείς με έναν καφέ ή να παίρνει έναν υπνάκο όσο φορτίζει το ηλεκτρικό του όχημα ίσως σύντομα αποτελεί παρελθόν.

Διαβάστε ακόμη