|
I když to může vypadat, že civilizace trpí hladem po energii, ve skutečnosti je jí k dispozici víc, než
potřebujeme. Problém je jinde: neumíme ji levně a efektivně skladovat ve snadno využitelné formě. Klíčovým
problémem současné energetiky proto není ani tak termojaderná fúze nebo účinná fotovoltaika, jako spíš levný
a lehký akumulátor s vysokou energetickou hustotou.
Umění skladovat elektřinu by ale především vyřešilo všechny problémy alternativní energetiky, která sice
umí produkovat hodně energie, pohříchu ale ne tehdy, když je potřeba.
Naléhavost problémů s akumulátory pociťuje většina majitelů smartphonů, omezená výdrž těchto mobilů má
na svědomí nejedno zmařené jednání, schůzku nebo kontrakt. Lehká a výkonná baterie je také kritickým prvkem
elektromobilů − přitom už konstruktéři sní o elektrických letadlech.
Vývoj akumulátoru donedávna mnoho nadějí nedával, přestože první vůz, který překonal rychlost 100 km/h,
byl už roku 1899 elektromobil. Později ale snahy konstruktérů o lepší baterie uvázly ve slepé uličce a zvítězila
fosilní paliva. Teprve nástup lithia v posledních desetiletích zase vrátil akumulátor do hry.
„Vidím naději na průlom, kterého by se dalo v dohledné době dosáhnout,“ prohlásil nedávno v souvislosti
s lithiovými akumulátory americký podnikatel a technologický inovátor Elon Musk. „Zatím o tom nemohu
mluvit, informace jsou důvěrné. Říkám jen, že vidím cestu, po které zřejmě stojí za to jít,“ naznačil.
Když si člověk kupuje mobilní telefon nebo notebook, potřebuje, aby mělo zařízení baterii, která dlouho
vydrží. Ještě víc to platí u elektromobilů. Technologické společnosti, jako jsou Samsung a Apple, nebo automobilky
Tesla či Volkswagen potřebují od výrobců baterií kvalitní články. Ty jim dodávají například společnosti
Panasonic a A123 Systems, která má závod i v Česku. Lithium, které se pro baterie využívá, dobývají ze země
velcí těžaři jako Albemarle nebo firma SQM, která ho zároveň zpracovává.
Musk by měl vědět, co říká, protože produkce jeho elektromobilů Tesla s bateriemi stojí a padá. Jejich
současné výkony sice nejsou špatné, ovšem právě cena akumulátorů z nich dělá luxusní zboží. A to se raději
moc nemluví o tom, že životnost současných lithium-iontových akumulátorů i počet jejich nabíjecích cyklů
jsou omezené, což provoz dál prodražuje.
„Nikdo nepochybuje, že se lithiové články staly katalyzátorem zelené revoluce,“ konstatuje autor
podepisující se jako TheDev na serveru ValueWalk. „Ale k dosažení plně obnovitelné energetiky bude potřeba
udělat ještě spoustu práce.“
Cílem jsou především elektromobily s takovými parametry, aby se kupující nerozhodoval mezi nimi a vozy
se spalovacími motory. Navíc by měla levná „skladiště“ elektřiny z alternativních zdrojů současně sloužit
jako vyrovnávací kapacity rozvodných sítí. Levné, výkonné a lehké akumulátory nejspíš revolučním způsobem
změní řadu dalších odvětví.
Lithium bude ropou 21. století
Klasické lithiové akumulátory jsou zatím v mnoha ohledech nepřekonatelné: lithium je nejlehčí kov (na
vodě plave) a v takzvané Becketově řadě kovů stojí nejvýše, takže teoreticky umožňuje sestavit galvanické
články s nejvyšším napětím. To se ví už od 19. století, ale teprve roku 1991 uvedla společnost Sony na trh
jejich variantu známou jako lithium-iontový článek (li-ion) s tekutým elektrolytem, který je dodnes (po
mnoha vylepšeních) to nejlepší, co pro skladování elektřiny máme k dispozici. Na prvním místě je to jejich
energetická hustota, která může teoreticky dosahovat až 500 watthodin na kilogram (i když v praxi to není
ani polovina, udává se 68 až 200 Wh/kg).
Li-ion akumulátory ale mají i nevýhody. Kromě již zmíněné ceny, nízkého počtu nabíjecích cyklů a malé
životnosti mohou být také za určitých okolností nebezpečné, protože lithium je vysoce reaktivní. Ještě ke
všemu li-ion akumulátorům nedělají dobře mrazy. Navíc jsou zásoby lithia omezené a po planetě nerovnoměrně
rozložené, takže lithiové články nejspíš nikdy nebudou levné. S rostoucí poptávkou se tak lithium stává
geopolitickým faktorem a nechybí ani názory, že se během 21. století stane tím, čím byla dosud ropa.
Když Elon Musk zmiňuje blížící se průlom v technologii lithiových akumulátorů, naráží na vlastní byznys.
Podle jeho slov je Tesla největším odběratelem li-ion článků na světě. „Každý, kdo v branži udělá nějaký
objev, s tím jde za námi,“ tvrdí. Kromě toho od roku 2015 spolupracuje s Jeffem Dahnem z Dalhouse University,
který je považován za jednoho z průkopníků li-ion technologie a předního experta v oboru. Právě Dahnova
práce má směřovat k baterii s větší energetickou hustotou a nižšími výrobními náklady, která sice ve vozech
Tesla ještě není, ale o níž Musk ve svém tajuplném prohlášení nejspíš mluvil.
Technologická společnost Tesla připravuje vlastní továrnu na baterie pro své elektromobily.
Musk není jediný, kdo tvrdí, že má na dosah akumulátor s dosud nevídanými parametry. S podobným prohlášením
přišla nedávno také automobilka Toyota. Její akumulátory mají elektrolyt v pevném stavu místo tekutého,
údajně i vyšší životnost a nabíjí se během několika málo minut. Veřejně je automobilka zatím nepředvedla,
v jejích automobilech se ale mají ocitnout okolo roku 2022.
|
