Trăim cu toții era accelerării dezvoltării automobilelor electrice. Miza este reprezentată, în primul rând, de evoluția pieței în viitorul apropiat, probabil pe o perioadă de zeci de ani. E de înțeles, așadar, de ce companii precum Mercedes-Benz investesc serios în dezvoltarea componentelor pentru vehicule electrice. Am luat parte la o conferință online despre tehnologiile tot mai performante care vor fi înglobate în acumulatori.
Zilele trecut, în plină pauză mondială dictată de pandemia pe care, din nefericire, ne-a fost dat s-o trăim, compania Mercedes-Benz a dat un semnal serios că lucrurile merg înainte și că procesul de proiectare și dezvoltare de noi tehnologii din lumea auto nu se oprește câtuși de puțin. Împreună cu mai mulți jurnaliști din Europa am participat la o conferință desfășurată online în cadrul căreia ni s-a făcut o scurtă prezentare a celor mai noi tendințe și tehnologii asupra cărora se concentrează specialiștii Mercedes-Benz.
Speța în cazul automobilelor electrice este cât se poate de simplă. „Călcâiul lui Ahile”, ca să-i spunem așa, este reprezentat de bateria de acumulatori și de capacitatea ei de stocare de energie, dar și de încărcare. Dintre toate componentele unui vehicul electric, bateria de acumulatori este cea mai costisitoare de produs, automat și cea mai scumpă. În același timp, capacitatea unui acumulator, care se traduce în mod direct prin autonomia pe care o poate oferi unui vehicul, este direct proporțională cu masa și cu dimensiunea sa.
Pentru mulți iubitori de automobile este un pic mai greu de înțeles, dar, tehnic nu ar fi imposibil de produs vehicule care ar putea rivaliza ca autonomie chiar și cu cele mai economice automobile propulsate de motoare diesel, de exemplu, care pot trece de pragul de 1.000 kilometri efectuați cu un singur plin de motorină. Se poate, numai că asta ar însemna că ar fi nevoie de o baterie de acumulatori foarte mare, care ar crește considerabil gabaritul și mai ales masa totală a mașinii.
Și mai este o problemă, cea a timpului de încărcare, pentru că stațiile de încărcare uzuale au (în România, momentan) o capacitate maximă de 50 kWh, adică, pentru cele mai dezirabile modele de pe piață (SUV-uri care promit autonomii de peste 400 km/h) asta s-ar traduce printr-un timp de încărcare de aproximativ 2 ore. Dacă bateria ar fi mult mai mare – să zicem de două ori – automat și timpul s-ar dubla, cel puțin. În țări care au anticipat bine curentul de electrificare există stații de încărcare ce pot furniza până la 150 kWh, dar costul de montare și de exploatare este considerabil mai mare.
Colac peste pupăză, există destule voci care blamează construcția de acumulatori pentru automobile, mai ales din rațiuni ecologice, pentru că deși automobilul electric nu are emisii poluante în utilizarea zilnică, fabricarea bateriilor nu este tocmai o acțiune foarte „curată”.
Punând cap la cap toate aceste probleme, cei de la Mercedes-Benz ne-au invitat la conferința despre care aminteam, pentru a primi cele mai calde informații de la cel responsabil de dezvoltarea bateriilor de acumulatori în interiorul companiei, Andreas Hintennach.
Profesor în baterii
Andreas Hintennach a studiat la Zurich, Munchen și Berna, a obținut titulatura de „doctor”, iar din anul 2014 a obținut și titlul de profesor. A lucrat pentru o scurtă perioadă la MIT, în domeniul cercetării, de unde a fost recrutat de către cei de la Mercedes-Benz. Specialitatea sa de bază este de chimist, dar a studiat și medicina, iar acum a ajuns să se ocupe și să coordoneze departamentul de cercetare și proiectare a bateriilor de acumulatori .
Direcțiile pe care departamentul coordonat de domnul Hintennach se concentrează sunt clare: mărirea capacității de stocare, creșterea autonomiei oferite, scăderea costurilor de producție și – esențial – folosirea unor componente reciclate.
Cele mai întâlnite acumulatoare de baterii în zilele noastre sunt cele care utilizează tehnologia Litiu-Ion (și nu doar în lumea auto!). Odată cu escaladarea cererii pentru acumulatoare cu capacitate mare de stocare, prețul nu va scădea neapărat, pentru că resursele și materiile prime sunt limitate. Din acest motiv este nevoie de alternative, iar una dintre direcțiile indicate de către domnul Hintennach ar fi construirea unor acumulatori care să aibă la bază noi combinații chimice.
În acest sens, departamentul Mercedes-Benz coordonat de interlocutorul nostru cercetează deja mai multe tipuri de acumulatori ce se pot dovedi sustenabili: de exemplu, acumulatori cu tehnologie Litiu-Sulf și Litiu-Oxigen. Pentru prima alternativă, un timp plauzibil de apariție pe piață ar fi de aproximativ 10 ani, în timp ce pentru acumulatorii Litiu-Oxigen în versiune de serie va trebui să așteptăm aproximativ 15 ani.
E limpede, așadar, că discutăm despre o viziune pe termen mediu, chiar lung, dar așa se face ingineria auto serioasă. Estimările sunt încurajatoare, în momentul de față, că ambele variante ar putea fi mai performante și mai accesibile decât tehnologia Litiu-Ion, dar stadiul dezvoltării este incipient. Doar timpul și exploatarea în masă vor putea oferi o concluzie solidă.
Cert este că alt scop esențial pe termen mediu va fi eliminarea compușilor metalici din componența bateriilor de acumulatori. Pentru a scădea costurile de producție dar și pentru a le face mai ușor de reciclat, pentru că deja ne apropiem de momentul ieșirii din uz a primelor generații de baterii de acumulatori pentru vehicule electrice și rămâne de văzut cum se va organiza scoaterea (corectă!) din folosință a acestora.
O altă concluzie din discuția cu domnul Andreas Hintennach este că Mercedes-Benz nu va neglija nici dezvoltarea acumulatorilor de baterii pentru vehiculele de tip PHEV, o soluție mult mai eficientă pe termen scurt decât vehiculele electrice (care vor suprapopula piața și vor avea nevoie ca și domeniul stațiilor de încărcare să țină ritmul de expansiune). În cazul hibrizilor de tip plug-in, principala problemă (cu mici excepții) a fost reprezentată de capacitatea de încărcare mică oferită de producători. Mercedes-Benz lucrează ca următoarele generații de modele PHEV să primească acumulatori cu posibilitate de încărcare de la stații de putere mare, ceea ce s-ar traduce automat prin timpi de stat la încărcat reduși considerabil.
În sfârșit, o altă direcție de dezvoltare pentru baterii este cea a acumulatorilor „Solid State Batteries” (SSB) – acumulatori care folosesc atât electrozi cât și electroliți solizi, în loc de electroliți lichizi sau polimeri. Momentan, capacitatea lor de stocare de energie nu este excelentă, din acest motiv fiind mai potriviți a fi folosiți la vehicule utilitare și nu la cele de pasageri, dar dezvoltarea acestui tip de acumulator poate fi impresionantă pe viitor. Ca aplicație în viitorul imediat pentru SSB-uri putem aminti de autobuzul Mercedes-Benz eCitaro, care va fi lansat pe piață în a doua jumătate a anului 2020.
Concluzionând, bateriile de acumulatori sunt și vor mai fi, ceva timp de acum înainte, cele mai sensibile și importante componente ale unui vehicul electric. Acesta este și motivul pentru care Mercedes-Benz investește resurse importante în studiul fenomenului și în dezvoltarea de noi produse. Anii următori vor consemna salturi impresionante, atât din punct de vedere constructiv (dimensiuni, greutăți) cât mai ales de libertate (a se citi autonomie) oferită utilizatorilor finali.
