Draqon
Aktif Üye
Elektromobilite: Pil geliştirmedeki eğilimler
Reklamcılık
Şu anda pillerin geliştirilmesine muazzam küresel kaynaklar akıyor. Nikel, manganez ve kobalttan yapılmış hücre kimyasına sahip lityum iyon pil şu anda elektrikli arabalara hakim durumda. Ancak bu bileşim hiçbir şekilde rekabetsiz değildir ve lityum demir fosfat hücresi umut verici adaylardan yalnızca biridir. Fraunhofer Sistem ve Yenilik Araştırma Enstitüsü (ISI) yaptığı bir çalışmada, hangi hücre kimyasının nerede beklenebileceğini ve bunun ne anlama geldiğini açıkladı.
İdeal hücre
İdeal pil hücresi sağlamdır, döngüye dayanıklıdır, aynı zamanda yüksek bir takvim ömrüne sahiptir, yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir (hacimsel ve gravimetrik), elde edilmesi zor olan pahalı hammaddeler içermez ve tabii ki araştırmacıların özellikle ilgisini çekmektedir. endüstrinin bakış açısına göre ucuz. Gereksinimlerin bu eksik seçiminden bile bunun yalnızca bir uzlaşma olabileceği açıkça ortaya çıkıyor. Ancak halihazırda bilinen teknolojilerdeki gelecekteki malzeme bileşimleri ve geliştirme adımları, özellikle enerji yoğunluğu ve maliyetler açısından önemli ilerlemeler vaat ediyor. Fraunhofer ISI, 2025 ile 2035 yılları arasında bu alanlarda ne gibi gelişmeler beklenebileceğini açıkladı.
| hacimsel enerji yoğunluğu (Wh/litre) | gravimetrik enerji yoğunluğu (Wh/kg) | Maliyetler (Euro/kWh) | |||
| 2025 | 2035 | 2025 | 2035 | 2025 | 2035 |
Lityum iyon | 600 – 750 | 800-960 | 200-300 | 320-360 | 90 – 175 | 45 – 90 |
Sodyum iyonları | 250-300 | 400’ün üzerinde | 140 – 160 | 200ün üstünde | 80 – 120 | 40’ın altında |
Magnezyum iyonları | 150 – 300 | 400’ün üzerinde | 50 – 150 | 300’ün üzerinde | Belirtilmemiş | 40’ın altında |
Lityum kükürt | 300 ila 450 | 550 | 300’ün üzerinde | 700 | Belirtilmemiş | 50 |
Çinko-hava | belirtilmemiş | belirtilmemiş | 100-200 | 200-300 | 100 – 150 | 10 – 100 |
Kaynak: Fraunhofer ISI
Tahminden alınan bu alıntı, Fraunhofer’deki analistlerin özellikle maliyetler açısından büyük değişimler olabileceğini varsaydıklarını açıkça ortaya koyuyor. Burada önemli olan, bunun diğer şeylerin yanı sıra ölçek ekonomisine de bağlı olmasıdır. Seri üretim, malzeme karışımıyla başarılı olursa üretim maliyetleri önemli ölçüde düşebilir. Fiyatların doğal olarak geliştiği yerler aynı zamanda büyük ölçüde hammadde fiyatlarına da bağlıdır. Fraunhofer, maliyet avantajı veya yüksek kaynak kullanılabilirliği sunan teknolojilerin iyi bir şansa sahip olduğuna inanıyor. İlki özellikle çinko bazlı hücrelere, ikincisi ise sodyum ve magnezyuma dayanan hücrelere uygulanır.
Hangi teknoloji nereden geliyor?
Fraunhofer, yakın gelecekte sodyum iyon pillerin öncelikli olarak küçük otomobillerde, iki ve üç tekerlekli araçlarda bulunacağını tahmin ediyor. Bu, geniş bir cepheden beklenen LFP hücresinin rekabete sahip olacağı anlamına gelecektir. Her ikisi de sağlam, döngüye dayanıklı ve üretimleri potansiyel olarak ucuz olarak değerlendiriliyor. Potansiyel olarak daha yüksek enerji yoğunlukları nedeniyle magnezyum iyon pillerin de bir şansı var. Ancak bunun ancak 2040 yılından itibaren gerçekleşeceği tahmin ediliyor.
Temel sorulardan biri hammaddelere bağımlılıkla ilgilidir. Burada, şu anda en yaygın olarak kullanılan nikel, manganez ve kobalt karışımına dayanmayan hücrelerin, yalnızca uzun vadede de olsa, hâlâ nispeten iyi beklentileri var. Fraunhofer, önümüzdeki 5 ila 10 yıl içinde nikel, manganez ve kobalt tedarikinin kritik düzeyde kalacağını özetliyor. Ancak bu, NMC hücresine bir alternatifin geliştirilmesini hızlandırmada önemli bir faktör olabilir. Şu anda bu rakiplerin çoğunluğu hâlâ daha düşük enerji yoğunluğuna sahip. Bunun tercümesi basitçe şu anlama gelir: Aynı enerji içeriği için daha fazla ham maddenin kullanılması gerekir.
Önümüzdeki birkaç yıl içinde yeni elektrikli otomobillerde üç çekişli akü teknolojisinin bulunacağı öngörülüyor. NMC hücreli lityum iyon piller şimdilik hakim olacak. Son yıllarda kobalt ve manganezin oranı yüzde olarak azalmıştır. Geçen yıl Rusya’nın saldırısından kısa bir süre sonra nikel fiyatı tüm zamanların en yüksek seviyesine çıktı ve 2023’te savaş öncesi seviyelere olmasa da düştü. Hammadde pazarındaki bu tür değişkenler, yeni elektrikli otomobil fiyatları üzerinde büyük etkiye sahip. Sonuçta pil en pahalı bileşendir.
LFP ve sodyumun oranı ne olacak?
Bu, lityum demir fosfat hücrelerinin orta vadede piyasada iyi bir potansiyele sahip olmasının bir başka nedenidir. Sodyum iyon pillerin rekabetiyle ne kadar çabuk karşılaşacakları tartışmalı. Baden-Württemberg Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırma Merkezi’nden (ZSW) Prof. Dr. Markus Hölzle, 2030 yılına kadar tüm yeni elektrikli arabaların yalnızca yüzde üçünün sodyum bazlı pillerle çalıştırılacağını öngörüyor. Bizce bu ihtiyatlı bir tahmindir ve hammadde piyasasındaki gelişmelere bağlı olarak çok düşük de olabilir. Fraunhofer’in öngördüğü enerji içeriğinin kilovatsaat başına 40 Euro’dan daha düşük olası fiyatıyla, endüstrinin buradaki kaynakları kullanması için güçlü bir teşvik var. Çünkü hala bir şey varsayılabilir: Müşteriler, şu anda olduğundan daha az maliyetli ve aynı anda daha fazla yol kat eden elektrikli otomobiller bekliyor.
(mfz)
Haberin Sonu