Ketumpatan tenaga 10 kali lebih tinggi daripada bateri litium? Porsche membangunkan bateri anod silikon dan merancang untuk menghasilkannya secara besar-besaran dalam tempoh 5 tahun
Laman web harian "Awam" Sepanyol baru-baru ini melaporkan bahawa pengeluaran bateri adalah sumber penting pelepasan karbon dalam proses pembuatan kenderaan elektrik, menyumbang 25% hingga 40% daripada jumlah pelepasan. Semakin banyak pengeluar berusaha untuk mengurangkan pelepasan di kawasan ini, tetapi Porsche mahu pergi lebih jauh. Syarikat itu sedang membangunkan bateri dengan prestasi yang lebih baik dan jejak karbon yang lebih kecil. Adakah ini bateri yang sempurna?
Porsche akan melabur sekitar 1 bilion euro dalam tempoh 10 tahun akan datang dalam pelbagai langkah penyahkarbonan, termasuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida dari kilang pemasangannya, kata laporan itu. Pengeluaran Porsche Taycan di Zuffenhausen (di Stuttgart, Jerman) adalah neutral karbon dari awal, tetapi membina kereta jauh lebih daripada memasang semua bahagian pada barisan pengeluaran.
Bateri adalah salah satu sumber pelepasan penting dalam pengeluaran kenderaan elektrik. Dalam pautan ini, pelbagai langkah pengeluaran untuk menukar bahan mentah seperti nikel dan kobalt menjadi produk halus yang boleh digunakan dalam bateri menggunakan sejumlah besar tenaga.
Dalam sidang akhbar baru-baru ini, Benjamin Pasenberg, ketua sistem voltan tinggi di Porsche, berkata: "Mempunyai tenaga hijau sangat penting, terutamanya dalam pengeluaran bateri, di mana ia memerlukan banyak tenaga untuk memanaskan benda." Walau bagaimanapun, hanya menggunakan sumber tenaga Hijau (atau pelepasan rendah) untuk membuat bateri tidak mencukupi untuk Porsche (atau pengeluar lain) untuk memenuhi sasaran pelepasan mereka. Terdapat juga keperluan untuk membayangkan semula bateri itu sendiri untuk mengurangkan pencemaran yang timbul daripada amalan pembuatan bateri.
Untuk itu, Porsche sedang mengerjakan baterai baru. Bateri dikatakan lebih kuat, mengecas lebih cepat, dan mempunyai jejak karbon yang lebih kecil daripada bateri semasa. Teknologi yang digunakan adalah menggunakan lebih banyak silikon dalam anod bateri, dan bukannya grafit yang biasa digunakan hari ini.
Menurut Otmar Beecher, ketua kenderaan elektrik di Porsche, anod silikon adalah 10 kali lebih padat tenaga. Porsche menjangkakan 20 hingga 25 peratus lebih banyak watt-jam per liter isipadu daripada bateri lithium-ion konvensional hari ini. Maksudnya, di bawah kapasiti tenaga tertentu, jumlah bateri lebih kecil. Kecekapan tenaga bateri yang lebih baik, seterusnya, bermakna lebih sedikit bateri diperlukan untuk menggerakkan kenderaan, yang mengurangkan berat keseluruhan (dan juga mengurangkan ruang yang diperlukan untuk bateri).
Kurang berat kenderaan juga bermaksud penggunaan bateri yang lebih rendah, tetapi di manakah kesan positif terhadap alam sekitar? Pertama, reka bentuk sel baru ini mengurangkan keperluan bahan untuk struktur sel aluminium (perumahan) berbanding dengan reka bentuk sel silinder. Pengeluaran aluminium adalah salah satu sumber pelepasan karbon penting untuk kereta. Menurut kajian baru-baru ini oleh Volvo, aluminium menyumbang 30 peratus daripada pelepasan yang timbul daripada pengeluaran bahan kenderaan moden, lebih daripada bateri itu sendiri. Oleh itu, mengurangkan penggunaan aluminium juga mengurangkan sebahagian besar pelepasan. Walaupun tiada spesifik dikeluarkan, Porsche berkata bateri juga akan mengecas lebih cepat.
Sebaliknya, kandungan kobalt bateri tersebut akan dikurangkan. Kini diketahui bahawa kobalt sukar diperoleh, sangat mahal, dan mempunyai kesan yang besar terhadap alam sekitar. Cobalt kini membentuk 20 peratus daripada bahan katod bateri Taycan, dan Porsche berharap teknologi baharunya akan mengurangkan bahagian kobalt kepada hanya 5 hingga 10 peratus.
Untuk mengurangkan lagi pelepasan, Porsche akan memberi tumpuan kepada rantaian bekalan. Syarikat Jerman akan mendapatkan kobalt, nikel dan bahan mentah lain sebanyak mungkin dari Eropah, supaya ia akan lebih dekat dengan tempat bateri baru akan dihasilkan, berhampiran pusat penyelidikan dan pembangunan Porsche di Weissach. Menurut orang yang berkaitan yang bertanggungjawab terhadap Porsche, membeli bahan katod dari Schwarzheide, Jerman dan bukannya negara saya dapat mengurangkan pelepasan karbon dioksida sebanyak 25%.
Di samping itu, Porsche mendorong pembekalnya untuk membuat bateri dan komponen lain sepenuhnya dari tenaga boleh diperbaharui. Pembuat kereta Jerman itu berkata ia tidak lagi akan mempertimbangkan kontrak jangka panjang dengan pembekal yang tidak mahu menggunakan tenaga "hijau" yang diperakui. Porsche mengatakan rantaian bekalan menyumbang kira-kira 20 peratus daripada jumlah pelepasan gas rumah hijau pembuat kereta. Itu akan meningkat kepada sekitar 40 peratus menjelang 2030 apabila pengeluaran beralih kepada kenderaan elektrik.
Persoalan besar ialah, bilakah kita akan melihat bateri Porsche "ideal" ini di dalam kereta jalan raya? Seperti banyak teknologi lain dalam sektor automotif, ia akan digunakan terlebih dahulu dalam kereta lumba, di mana prestasi tinggi dan keupayaan pengecasan pantas adalah yang paling penting. Otmar Beecher berkata: "Biasanya, kami berada 2 hingga 3 tahun dari peralihan ke kereta pengeluaran. Jadi kita akan melihatnya dalam kereta pengeluaran selepas 2025." Porsche menjangkakan untuk mengkomersialkan bateri berprestasi tinggi dalam tempoh lima tahun.
Dari segi pengeluaran, matlamatnya adalah untuk mencapai output tahunan minimum 100 MWh, cukup untuk kuasa sekitar 1,000 kereta. Ini membawa kita untuk mempercayai bahawa ia pada mulanya akan ditakdirkan hanya untuk beberapa model bukan pengeluaran, mungkin beberapa supercar berprestasi tinggi.
Sudah tentu, ia bukan bateri yang sempurna. Bateri yang sempurna mengecas dalam beberapa saat, tidak terlalu panas atau kehilangan kapasiti dari masa ke masa, dan ringan dan murah untuk dihasilkan. Kita mungkin tidak akan pernah melihat baterai dengan semua fite ini dalam satu, tetapi dalam jangka pendek sampai sederhana, baterai Porsche semakin dekat dengan -- setidaknya secara teori -- baterai yang ideal. (dikumpulkan / Li Zijian)
