Inovativní lithiové baterie od české firmy

19.8.2015

INOVACE -  Tuzemská firma HE3DA chce uspět s radikálně odlišnou podobou lithiové baterie. Má být přirozeně bezpečnější a levnější.

V rekonstruované budově leteckého ústavu v pražských Letňanech si našla místo firma, která by chtěla změnit trh s bateriemi. Ryze česká společnost s necelou desítkou zaměstnanců tu vyvíjí baterii, která je sice také lithiová, ale od konkurence se v mnoha ohledech výrazně liší. A to už na první pohled. Připomíná spíše kovovou harmoniku nebo zmenšený radiátor. Běžné lionky tvoří z technologických důvodů v podstatě velmi tenké články, jejichž tloušťka se pohybuje řádově v tisícinách milimetru. Ty jsou pak srolované či přiložené k sobě v baterii. Články HE3DA využívají stejné chemické procesy (obsahují NCM, stejně jako baterie Tesla), ale jejich elektrody jsou kovové plátky o tloušťce několika milimetrů. „Ty lze jednoduše skládat na sebe jako palačinky, a vytvářet skutečně trojrozměrné lithiové baterie,“ říká Jan Procházka.

Elektrody lze také používat různě silné, což ovlivňuje vlastnosti baterie, jako je rychlost nabíjení a vybíjení, atd. Znamená to, že firma by mohla vyrábět baterie na míru podle přání zákazníka – některé pro rychlou síťovou zálohu. A jiné pro skladování energie po delší dobu, které však nedokáží dodat tak vysoký okamžitý výkon, ale jsou robustnější.

Naše baterie jsou přirozeně bezpečné, nemohou hořet, říká česká firma

Klíčovou výhodou by mělo být, že baterie kromě tekutého elektrolytu, lithia a několika dalších kovů neobsahuje v podstatě žádné jiné materiály. Zmizely například všechny hořlavé organické látky a plasty, bez kterých se běžné „lionky“ 

neobejdou. Právě ty ovšem způsobují, že tento typ baterií může způsobit nebezpečné požáry. Právě jejich požáry trápily krátce po zavedení do provozu Boeing 787 Dreamliner.

Technologie je natolik robustní, že bez potíží snáší např. vyzkratování při proražení obalu kovovým předmětem – jednoduše simulované proražením hřebíkem. Většina Li-ion článků má s tímto testem potíže a jejich konstruktéři musí věnovat velkou péči omezení rizika vznícení a požáru. „Naše články neobsahují žádné látky, které by mohly hořet,“ říká Jan Procházka. Při demonstraci tohoto testu se také ukázalo, že baterie po proražení dál běžně funguje, a výkon poklesne výrazně jen v případě, že vyteče větší část elektrolytu.

Menší prototyp článku HE3DA, dobře je vidět řazení jednotlivých elektrodZoom gallery
Menší prototyp článku HE3DA, dobře je vidět řazení jednotlivých elektrod

Bezpečnost a charakteristiky baterie (dokáže vydat rychle velký výkon) ji podle autorů činí vhodnou například pro využití jako startovací baterie v běžných automobilech. Současný kilowatthodinový článek (napětí je cca 2,7 V) by zhruba svou kapacitou mohl na toto použití stačit, zatím je jen nepraktický. „Je naddimenzovaný, abychom měli jistotu, že vše bude fungovat s dostatečnou rezervou. V příštích měsících chceme vyrobit další prototyp se stejnou kapacitou a polovičními rozměry,“ říká Procházka.

Díky jednoduché konstrukci se vědci nebojí, že nebudou moci konkurovat cenově. „Podle externího auditu bychom při malosériové výrobě mohli mít výrobní náklady na kilowatthodinu pod 150 dolarů,“ říká Jan Procházka. A sám hned dodává, že podle interního odhadu by to mohlo být ještě o nějakých třicet dolarů méně. Kvůli návratnosti investice zatím neuvažuje o žádné cenové válce: koneckonců, i když se nová linka otevře, kapacita bude omezená.

Nevýhodou baterií je, že zatím je s nimi samozřejmě málo zkušeností. Firma má vlastní i nezávislá měření chování svých malých či středně velkých laboratorních článků, ale tyto výsledky nemají s chováním skutečných baterií často téměř nic společného. Velký kilowatthodinový článek funguje teprve od letošního března, a tak je s ním poměrně málo zkušeností.

Kde na to vzít?

Firma HE3DA měla první funkční prototypy v malém už zhruba před pěti lety. Tehdy její zakladatelé odhadovali, že by prototyp s kapacitou kolem 1 kWh mohl vzniknout už za rok. Za to, že to nakonec trvalo téměř pět let, je zodpovědný podle nich především nedostatek financí.

Protože baterie se musí připravovat ve speciálním prostředí s velmi nízkou koncentrací vodních par v atmosféře, sestavení linky pro výrobu větších prototypů vyžadovalo řádově kolem milionu eur, tedy zhruba 25 milionů korun. Sehnat tyto peníze v českém prostředí na projekt, který sotva vyšel z výzkumu a u kterého je návratnost nejistá (byť potenciálně vysoká), se ukázalo jako ohromný problém. „Investora se nakonec sehnat podařilo, a spolupráce s ním byla velmi dobrá, ale chtělo to čas,“ říká Pavel Štefl, spoluzakladatel HE3DA.

Své místo na trhu by mohly najít i menší moduly, spíše pro domácí využití, které by mohly fungovat spíš jako vyrovnávací či záložní systém pro domácí fotovoltaické systémy. Český trh fotovoltaice nepřeje, ať už kvůli našim špatným zkušenostem, tak kvůli nízkému množství slunečního světla a rozvinuté distribuční síti s (na světové poměry) velmi levnou elektřinou. Na rozvojových trzích by uplatnění mohlo být ještě větší: „Náš investor vidí velký potenciál například v Africe,“ říká Pavel Štefl. Že by z Letňan vyrazilo do světa i něco jiného než letadla?

(spe)

Svět plný energie > Zajímavosti > Inovativní lithiové baterie od české firmy

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt:

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt: