Tương lai của pin

Công nghệ pin mới không chỉ cho phép áp dụng EV hàng loạt mà còn có thể là chìa khóa để tạo ra năng lượng sạch. Trong cuộc phỏng vấn độc quyền này, Giám đốc điều hành, Tiến sĩ Doron Myersdorf giải quyết một số vấn đề xung quanh pin EV và cách chúng có thể được giải quyết, lưu trữ năng lượng và những phát triển trong tương lai

Đối với những ai chưa biết đến StoreDot, bạn có thể giải thích bạn làm nghề gì không?

Chúng tôi phát triển các vật liệu cải tiến để sạc pin Li-ion cực nhanh. Chúng tôi muốn có thể sạc đầy xe trong năm phút.

Tổng thư ký của Tổ chức Ân xá Quốc tế, đã nói rằng:Mọi giai đoạn của vòng đời pin, từ khai thác khoáng sản đến thải bỏ, đều có các rủi ro về nhân quyền và môi trường. Bạn có đồng ý với nhận định này không?

Đúng! Đó là lý do tại sao chúng tôi đã phát triển các phòng thí nghiệm hiện đại để tổng hợp các vật liệu hữu cơ có thể giảm thiểu hoặc thậm chí thay thế một số vật liệu có vấn đề như coban.

Với nhu cầu ngày càng tăng thì có thể làm gì để đại tu nguồn năng lượng này?

Các vật liệu mới và sáng tạo được yêu cầu để cải thiện mật độ năng lượng và độ bền của pin.

Các nhà sản xuất pin đang nói rằng pin sẽ có tuổi thọ khoảng 10 năm, nhưng triển vọng là gì để có thể lấy pin đó ra và sử dụng trong các ứng dụng khác?

Rất cao. Sử dụng pin tuổi thọ thứ hai là một lĩnh vực mới nổi và hỗ trợ cân bằng lưới điện cũng như tạo bộ đệm cho các trạm sạc nhanh.

Nissan x OPUS concept camper sử dụng pin EV đời thứ hai

Và còn về cuối vòng đời - làm thế nào bạn có thể sử dụng các công nghệ và vật liệu thành phần và tái sử dụng hoặc tái chế chúng?

Đây là một thách thức rất lớn mà hiện nay các công ty mới bắt đầu nghiêm túc đầu tư vào, do chưa có kinh tế quy mô cho đến gần đây nên lĩnh vực này vẫn còn non trẻ. Nếu đầu tư nhiều nghiên cứu và phát triển hơn vào lĩnh vực này thì sẽ có nhiều khả năng hơn để trích xuất tài liệu.

Hiện tại, tất cả các loại pin hàng đầu - bao gồm cả pin dành cho Nissan LEAF - đều dựa trên công nghệ ion lithium và hầu hết các nhà nghiên cứu đều cho rằng những cải tiến đối với tế bào li-ion có thể tiết kiệm năng lượng nhiều hơn 30% tính theo trọng lượng. Điều đó có nghĩa là các tế bào li-ion sẽ không bao giờ cung cấp cho ô tô điện phạm vi hoạt động 800 km của một bình xăng. Làm thế nào chúng ta có thể thay đổi được điều này? Những công nghệ nào khác có thể khả thi về mặt thương mại?

Sạc cực nhanh [tức là năm phút] có thể giảm bớt lo lắng về phạm vi theo một cách khác. StoreDot đề xuất rằng thay vì thiết kế quá nhiều pin lớn [tức là cho 800 km], chúng tôi sẽ cung cấp trải nghiệm sạc nhanh như đổ xăng cho người lái, với một số thỏa hiệp về phạm vi tổng thể. Việc bạn có thể sạc đầy xe ngay lập tức sẽ giúp bạn đi được quãng đường gần như không giới hạn, do đó, nỗi lo về phạm vi sẽ hoàn toàn biến mất.

Làm thế nào để tạo ra một loại pin mới sử dụng kim loại bạch kim có thể có lợi cho ngành công nghiệp?

Công nghệ này vẫn chưa khả dụng cho xe điện. Bạch kim và palađi cần nhiều nghiên cứu sâu hơn để mở ra tiềm năng của các nhà máy hóa học pin Lithium Air và Lithium Sulfur để tăng khả năng phóng điện và khả năng tuần hoàn của chúng. Ít nhất phải có một thập kỷ nữa R&D mới có thể thương mại hóa công nghệ pin mới như vậy.

Còn pin thể rắn thì sao?

Trạng thái rắn là nơi bạn thay thế các chất điện phân trong pin, chất lỏng, bằng vật liệu rắn cho phép mật độ năng lượng lớn hơn nhiều mà cũng an toàn hơn. Chúng cũng là một hứa hẹn tuyệt vời khác đòi hỏi sự đổi mới quan trọng của vật liệu mới. Đó là điều thú vị đối với pin nhỏ, nhưng không quá khả thi đối với xe điện trong những năm tới. Theo ý kiến ​​của tôi, chúng đặc biệt không phù hợp với sạc nhanh vì những thách thức về nhiệt quá khắc nghiệt.

Rõ ràng VW nghĩ khác với StoreDot khi đã hoàn tất thỏa thuận với QuantumScape để cho phép sản xuất pin thể rắn ở mức công nghiệp

Làm cách nào để cải tiến phần mềm và phần cứng mang lại tuổi thọ pin cao hơn và lưu trữ nhiều năng lượng hơn?

Hệ thống quản lý pin (BMS) của xe điện ngày càng trở nên tinh vi hơn và có thể quản lý theo thời gian thực sức khỏe của các tế bào trong khi vẫn đảm bảo mức sử dụng tối ưu dựa trên thói quen lái xe của người lái xe cũng như điều kiện đường xá và khí hậu thay đổi.

Mật độ năng lượng của pin sẽ cần phải tăng lên đáng kể nếu EV được sử dụng đại trà nhưng chi phí của chúng cũng sẽ cần giảm. Làm cách nào để chúng tôi làm cho pin ít tốn kém hơn?

Do quy mô sản xuất ngày nay lớn hơn, mức cải thiện YOY hữu cơ trong Li-ion là 5%. trong khi chi phí được giảm theo một tỷ lệ tương tự. Trên hết, các vật liệu mới và sáng tạo như những gì StoreDot phát triển có thể tăng gấp đôi tỷ lệ hữu cơ này. Vì vậy, đến năm 2030, chi phí sẽ đạt 75 USD / kWh. Giá cả cũng đang giảm dần theo cung và cầu.

Làm cách nào chúng ta có thể làm cho pin an toàn hơn?

An toàn là thông số quan trọng nhất trong thiết kế pin của chúng tôi. Tại StoreDot, chúng tôi đã giới thiệu chất tách gốm cũng như các chất phụ gia ngăn cháy trong công thức và cấu trúc của tế bào. Chúng tôi tiến hành hàng chục thử nghiệm an toàn cho mỗi công thức và sử dụng Khoa học dữ liệu để xác định loại pin an toàn hơn sẽ đạt mức an toàn PPB (Phần trên tỷ đồng) và sẽ an toàn hơn nhiều so với xe động cơ đốt trong.

Bạn có thể thấy lưu trữ năng lượng đóng vai trò như thế nào trong việc thúc đẩy các nền kinh tế chuyển sang các nguồn năng lượng carbon thấp?

Vấn đề của loài người cách đây 50 năm là làm thế nào để tạo ra điện, khi các công ty điện bắt đầu đốt than và khí đốt, ... Vấn đề này hiện nay ít liên quan hơn vì chúng ta có các lựa chọn thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. Vì vậy, vấn đề chính đã thay đổi và bây giờ thách thức là khả năng di chuyển năng lượng này xung quanh và cung cấp cho mọi người ở bất cứ đâu và khi nào họ cần, đồng thời giữ cho các thành phố sạch sẽ bằng nhiên liệu hóa thạch. Pin đóng một vai trò quan trọng trong việc lấy các nguồn năng lượng thay thế và đưa chúng đến “chặng đường cuối cùng”.

Renault đang làm phần việc của mình để hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng bằng cách tái sử dụng pin từ xe điện của mình để lưu trữ năng lượng tĩnh.

Quá trình chuyển đổi hoàn toàn sang năng lượng tái tạo sẽ cần nhiều dung lượng pin hơn so với hiện tại trên thế giới. Sản lượng pin lithium-ion trên thế giới đạt khoảng 35 gigawatt-giờ mỗi năm. Điều đó sẽ tăng lên, nhưng ngay cả với các vật liệu điện cực mới, người ta vẫn nghi ngờ liệu pin có thể đáp ứng nhu cầu điện của thế giới hay không. Chúng ta có thể giải quyết vấn đề này như thế nào?

Pin sẽ không phải là giải pháp duy nhất để lưu trữ năng lượng. Có những giải pháp khác như pin nhiên liệu, bánh đà, v.v., cho phép chúng ta tích trữ năng lượng. Tuy nhiên, đối với xe du lịch, giải pháp hiệu quả nhất trong những thập kỷ tới là pin li-ion; tuy nhiên có thể có những tiến bộ trong pin LSD hoặc pin hydro trong tương lai. Nhà máy Giga của Tesla / Panasonic ở Nevada có công suất 35GwH vào năm 2014, vì vậy tôi tin rằng con số hôm nay mà bạn trích dẫn ít nhất gấp ba lần con số đó.

Bạn nghĩ khi nào thì điểm tới hạn cho EVs sẽ đến?

Năm 2025

Bạn vui mừng nhất về sự phát triển nào trong tương lai?

Khả năng sử dụng xe điện không chỉ như một phương tiện mà còn là nguồn điện dự phòng cho gia đình, cũng như cân bằng lưới điện, để với sự hỗ trợ của AI, vấn đề lưu trữ năng lượng tổng thể của thế giới được tối ưu hóa trên các phương tiện, nhà và Lưới trong một liên tục. Bằng cách đó, chúng ta có thể tiết kiệm một vấn đề năng lượng tối ưu toàn cầu thay vì giải quyết một vấn đề cục bộ từng phương tiện.

Một dự án hợp tác giữa Zero Carbon Futures và SR Technology Innovations đang khám phá khả năng khai thác năng lượng trong pin EV làm bộ lưu trữ năng lượng trong môi trường gia đình hoặc nơi làm việc, để sạc xe, cung cấp nguồn điện khẩn cấp hoặc cung cấp năng lượng trở lại lưới điện

Vậy theo ý kiến ​​của bạn, xe điện là con đường duy nhất vì chúng không chỉ giải quyết được vấn đề không phát thải mà còn rất nhiều vấn đề khác?

Chính xác, nhưng đừng quên rằng các phương tiện lớn là một phần của cuộc cách mạng trong năm nay và xe điện đang trở nên kết nối và tự chủ. Tất cả những xu hướng lớn này đang xuất hiện cùng với cuộc cách mạng xe điện và sạc nhanh đang là tâm điểm của cơn bão hoàn hảo này. Nhưng những thứ này cần có thời gian để phát triển để làm cho toàn bộ trải nghiệm nhanh chóng và thuận tiện.

Bạn có điều gì muốn thêm không?

Chỉ có khái niệm rằng để thực sự có được EV đến bước tiếp theo, bạn cần có công nghệ pin mới. Đây là lý do tại sao chúng tôi bắt đầu StoreDot, để nghiên cứu và phát triển các loại pin mới và cải tiến.