Baterie budoucnosti

Větší výdrž, a tedy delší ujetá trasa na jedno nabití, to je alfa a omega elektroaut.

Baterie budoucnosti
V Norsku má do roku 2024 vyrůst obří továrna na výrobu baterií. Většinou půjde o klasické li-ion baterie, ale vyrábět se tam mají i inovativní lithium-sirné akumulátory, které využívají českého patentu. | Profimedia.cz

Norsko se vloni stalo první zemí na světě, kde se prodalo víc elektromobilů než aut na benzinový, naftový nebo hybridní pohon. Severský stát usiluje o další světové prvenství: chce být první, kdo ukončí prodej nových vozů na benzin a naftu - dokonce už v roce 2025. Že to myslí vážně, dokládá také to, že by se ještě letos měla na jihu Norska začít stavět obří továrna na výrobu baterií, která má zásobovat nejen tamní, ale i další evropské automobilky. A svou stopu v ní bude mít rovněž Česko, které jinak v prodeji elektroaut zaostává. Součástí norské fabriky bude totiž první prototypová výrobní linka na revoluční lithium-sirné baterie, které využívají patentu českého vědce Tomáše Kazdy z Ústavu elektrotechnologie Vysokého učení technického v Brně.

Jejich velkou výhodou je několikanásobně vyšší gravimetrická hustota energie, což znamená, že mohou být výrazně lehčí než současné lithium-iontové akumulátory a zajistit srovnatelný dojezd na jedno nabití. Anebo při zachování vyšší hmotnosti umožnit výrazně vyšší dojezd. „Dojezdová vzdálenost elektromobilu při využití šedesátiprocentního potenciálu této technologie by se mohla zvýšit až na 1250 kilometrů,“ tvrdí Tomáš Kazda. To je zhruba dvojnásobek než u současných modelů s nejlepšími bateriemi. Když norská silniční asistenční služba NAF nedávno dělala velký test dvaceti nejprodávanějších elektrovozidel na tamním trhu, nejlépe dopadla Tesla Model S, která měla reálný dojezd v létě 645 kilometrů a v zimě 470 kilometrů.

Dostupná síra

Lithium-sirné baterie nahrazují poměrně nedostatkové kovy včetně kobaltu nebo niklu mnohem dostupnější sírou, která je k dispozici například jako odpadní produkt. Výroba nových akumulátorů navíc není tak energeticky náročná jako v případě dnes využívaných článků. Ve svém patentu vidí Kazda technologii budoucnosti v oblasti uchovávání elektrické energie. „Nyní běžně používáme první a druhou generaci materiálů na principu lithium-iontového systému. Ještě pravděpodobně přijde jedna generace tohoto systému, která opět navýší svou kapacitu, ale pak už začne narážet na limity dané technologií, takže se počítá s přechodem na lithium-síru,“ vysvětluje vědec.

Na samotném patentu pracoval přibližně rok, i když vývoji baterií se věnuje mnohem déle. Základní výzkum zakončil výrobou prototypu baterie velké asi jako mince. Pro další vývoj, testování a následnou sériovou výrobu Kazda původně hledal českého investora, ale to se mu vzhledem k vysokým nákladům do dalších stadií vývoje a výroby nepodařilo. Jen v první fázi jsou podle něj zapotřebí vyšší jednotky milionů eur, celková investice se pak vyšplhá do desítek milionů eur. Proto se tohoto projektu nakonec ujala norská firma, která se současně stala spoluvlastníkem přelomového patentu. „Ale část případného zisku by se měla vrátit do České republiky,“ poznamenal bez bližších podrobností Kazda.

Plánovaná produkce továrny v jihonorském regionu Agder by měla dosáhnout celkové výrobní kapacity 32 gigawatthodin. První část fabriky by měla být dokončena v roce 2024. Norský výrobce chce kromě klasických li-ion baterií postupně nabídnout ekologickou alternativu, proto by měl jeden z modulů připravované továrny zahrnovat i výrobní linku nového typu baterií na principu lithium-síra. Ačkoli zpočátku může být cena nového typu akumulátorů vyšší, protože se bude vyrábět v menších sériích, v budoucnu se očekává, že výrobní náklady lithium-sirných baterií budou výrazně nižší než u dnešních lithium-iontových.

Nejen pro auta

Hlavním odběratelem baterií by měly být především evropské automobilky. „V současné době jde více než šedesát procent vyrobených lithium-iontových akumulátorů do elektromobility, a to nejen do elektrických automobilů, ale rovněž elektrických autobusů. Začínají se ale také vyrábět elektrické vlaky, které umožní dojezd na baterii v oblastech, kde už není trať elektrifikovaná,“ říká Kazda.

Počet elektromobilů ve světě v uplynulých deseti letech rychle rostl. Zatímco v roce 2013 jich po světě jezdilo více než 400 tisíc, o dva roky později jejich počet přesáhl milion, v roce 2018 překonal hranici pěti milionů a v loňském roce už to bylo více než deset milionů. V Česku se prodej elektrovozidel loni téměř zdvojnásobil, ale i tak jich bylo jen něco přes sedm tisíc - oproti šesti milionům na benzin a naftu. V následujících letech by prodeje elektromobilů měly nadále výrazně růst a evropský trh s bateriemi by za několik let mohl dosáhnout hodnoty až devadesáti miliard eur.

Lithium-sirné akumulátory, které vycházejí z patentu brněnského vědce Tomáše Kazdy, ovšem nemusí zůstat pouze u elektrických aut. Časem se mohou montovat například do chytrých telefonů anebo elektrokol. „S touto baterií už by mohla přejít na elektrický pohon rovněž vybraná vrtulová letecká doprava, například regionální lety menších dopravních letadel,“ domnívá se Kazda, který na svém patentu nadále pracuje. „Je to ale základní výzkum. Hledáme například využití pro další materiály,“ dodává.

Tajemná továrna u Havířova

Vývojem baterií se zabývá několik českých akademických i komerčních vědeckých center. Revoluční průlom v uchovávání elektrické energie ohlásili už před lety autoři originálního českého akumulátoru HE3DA. Přestože v Horní Suché u Havířova vyrostla na jejich výrobu továrna za více než miliardu korun, někteří odborníci o přelomové technologii vážně pochybují. Mimo jiné proto, že dosud neměli možnost se s baterií seznámit a ověřit její vlastnosti. Jejich nedůvěra pramení především z dostupných údajů - například o energetické hustotě. „Co se vlastností týče, HE3DA by snesla srovnání s těmi nejrozšířenějšími, a tedy levnějšími bateriemi. Rozhodně ale nejde o nějakou přelomovou technologii,“ citoval deník E15 Pavla Hrzinu, který se na Fakultě elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze specializuje na technologie ukládání energie.

HE3DA
Tomáš Novák týdeník HROT

Radomír Prus, hlavní iniciátor stavby továrny u Havířova, ovšem tvrdí, že všechno běží, jak má. „Výroba probíhá dobře a postupně zavádíme do plného provozu jednotlivá zařízení. Menší linka už jede na plný výkon, přibíráme další pracovníky na odpolední a noční směny. Větší linka už také postupně najíždí. Je to obrovský soubor strojů, robotů a zhruba stovky počítačů. Nějaký čas tedy zabere, než si vše správně sedne. Je to jako orchestr a já jsem jeho dirigent, který to musí sehrát dohromady. Počet pracovníků přesně neznám, ale tuším, že se dohromady s našimi ostatními firmami blíží dvěma stům,“ řekl Prus v srpnovém rozhovoru v lokálním tisku. Tvrdí, že jeho cílem je vybudovat v tomto regionu high-tech klastr na celosvětové úrovni v oblasti energetiky, elektrotechniky a nanotechnologií - takové malé české Silicon Valley. A kritikům vzkázal: „Jsou to pro mě nuly, které na nás jenom parazitují a nic pozitivního netvoří.“

Článek vyšel v tištěném vydání týdeníku Hrot.

Týdeník hrot

  • Filozof jednorožcem
  • Skutečná lekce z 11. září
Objednat nyní