Na Českom vysokom učení technickom v Prahe (ČVUT) vznikla nová metóda, ktorá sľubuje výrazne predĺžiť životnosť lítium-iónových batérií. Tento inovatívny prístup, na ktorom pracovala doktorandka Kateřina Nováková, predlžuje životnosť batérií až o 10 % a môže mať zásadný dopad na celé odvetvie elektromobilov i energetických úložísk. Výskum bol podporený grantom v rámci programu OP TAK vo výške viac ako 16 miliónov českých korún, ktorý spája akademické a priemyselné prostredie prostredníctvom spolupráce s českou firmou Kolibrik.
Riešenie problému predčasného vyradenia
Jedným z aktuálnych problémov v oblasti batériových systémov je ich príliš skoré preventívne vyraďovanie. Hoci by batérie mohli byť technicky stále funkčné, ich stav je ťažko diagnostikovateľný, čo vedie k predčasným výmenám. Tento problém zvyšuje prevádzkové náklady zariadení a vozidiel využívajúcich lítium-iónové batérie. Aktuálna cena batérií sa koncom roku 2024 pohybovala okolo 115 dolárov za 1 kWh kapacity, čo predstavuje významnú finančnú záťaž pri ich častej výmene.
Nová metóda vyvinutá na ČVUT sa zameriava na efektívnejšiu diagnostiku stavu batérií. Pri použití elektrochemickej impedančnej spektroskopie (EIS) je možné presne analyzovať, v akom stave sa batéria nachádza, a predikovať jej zvyšnú životnosť. Tento postup eliminuje potrebu poznania predchádzajúceho zaťaženia batérie alebo jej histórie, čo je revolučným prístupom v danej oblasti.
Ekonomický a priemyselný dopad
Implementácia tejto metódy do praxe môže významne ovplyvniť celkové náklady na vlastníctvo elektromobilov a ďalších zariadení využívajúcich lítium-iónové batérie. Predĺženie životnosti batérií o 10 % oddiali potrebu ich recyklácie aj drahých výmen, čo zlepšuje ekonomickú atraktivitu elektromobilov. Táto technológia zároveň minimalizuje obavy spojené s degradáciou batérií, známe ako tzv. „battery anxiety“. Vďaka presnej diagnostike stavu zdravia batérie (State of Health – SoH) je možné transparentne stanoviť, do akej miery je batéria funkčná, a tým zvýšiť dôveru na trhu s ojazdenými elektromobilmi.
Z praktického hľadiska tento inovatívny postup predlžuje nielen životnosť batérií, ale zabezpečuje aj lepšie využitie ich potenciálu. Zlepšenie transparentnosti informácií pri obchodovaní s elektromobilmi s významne vyššou zostatkovou hodnotou podporí ich širšie prijatie na trhu a zníži nedôveru zákazníkov.
Spolupráca s priemyslom a ďalšie plány
Vývoj EIS metódy je zabezpečený spoluprácou medzi ČVUT a firmou Kolibrik, ktorá sa špecializuje na meracie zariadenia pre batériové systémy. Spoločne plánujú podať európsky patent na túto technológiu, čím zabezpečia jej ochranu a ďalší rozvoj. Z celkového grantu 16 miliónov českých korún poputuje 4,5 milióna priamo na ČVUT na podporu vedeckých aktivít. Zvyšok bude použitý na vývojové práce v rámci spoločnosti Kolibrik, ktorá bude mať kľúčovú úlohu pri prenose výsledkov do priemyselnej praxe.
Kateřina Nováková plánuje venovať ďalšie dva roky výskumu tejto problematiky s cieľom nielen zdokonaliť súčasnú metódu, ale aj sprístupniť podobné výskumné príležitosti ďalším študentom. Táto iniciatíva má potenciál nielen pripraviť budúce generácie expertov, ale aj upevniť pozíciu ČVUT ako jedného z popredných akademických centier v oblasti vývoja technológií pre moderné batérie.
