Elektromobilite: pil geliştirmedeki trendler
Duyuru
Şu anda pil gelişimine muazzam küresel kaynaklar akıyor. Nikel, manganez ve kobalttan oluşan hücresel kimyaya sahip lityum iyon piller şu anda elektrikli arabalara hakim durumda. Ancak bu bileşim hiçbir şekilde rekabetsiz değildir ve lityum demir fosfat hücresi umut verici adaylardan yalnızca biridir. Fraunhofer Sistem Araştırma ve Yenilik Enstitüsü ISI, yaptığı bir çalışmada hücresel kimyanın nerede ve ne anlama geldiğinin tahmin edilebileceğini açıkladı.
İdeal hücre
İdeal pil hücresi sağlamdır, çevrime dayanıklıdır, aynı zamanda yüksek takvim ömrüne sahiptir, yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir (hacimsel ve gravimetrik), pahalı ve elde edilmesi zor hammaddeler içermez ve endüstri açısından özellikle ilgi çekicidir. ucuz. Gereksinimlerin bu eksik seçiminden bile bunun yalnızca bir uzlaşma olabileceği açıktır. Ancak malzemelerin gelecekteki bileşimleri ve halihazırda bilinen teknolojilerin geliştirme aşamaları, özellikle enerji yoğunluğu ve maliyetler açısından önemli ilerlemeler vaat ediyor. Fraunhofer ISI, 2025-2035 yılları arasında bu alanlarda beklenebilecek gelişmeleri analiz etti.
| hacimsel enerji yoğunluğu (Wh/litre) | gravimetrik enerji yoğunluğu (Wh/kg) | Maliyetler (Euro/kWh) | |||
| 2025 | 2035 | 2025 | 2035 | 2025 | 2035 |
Lityum iyonları | 600 – 750 | 800-960 | 200-300 | 320-360 | 90 – 175 | 45 – 90 |
Sodyum iyonları | 250-300 | 400’ün üzerinde | 140 – 160 | 200ün üstünde | 80 – 120 | 40 yaş altı |
Magnezyum iyonları | 150 – 300 | 400’ün üzerinde | 50 – 150 | 300’ün üzerinde | Belirtilmemiş | 40 yaş altı |
Lityum kükürt | 300-450 | 550 | 300’ün üzerinde | 700 | Belirtilmemiş | 50 |
Çinko-hava | belirtilmemiş | belirtilmemiş | 100-200 | 200-300 | 100 – 150 | 10 – 100 |
Kaynak: Fraunhofer ISI
Bu tahmin alıntısından, Fraunhofer analistlerinin özellikle maliyetler açısından büyük değişikliklerin meydana gelebileceğini varsaydıkları açıktır. Burada önemli olan, bunun diğer şeylerin yanı sıra ölçek ekonomisine de bağlı olmasıdır. Malzemelerin karışımıyla seri üretim başarılı olursa, üretim maliyetleri önemli ölçüde düşebilir. Doğal fiyat eğilimi de büyük ölçüde hammadde fiyatlarına bağlıdır. Fraunhofer, maliyet avantajı veya yüksek kaynak kullanılabilirliği sunan teknolojilerin iyi bir şansa sahip olduğuna inanıyor. Birincisi özellikle çinko bazlı hücreler için, ikincisi ise sodyum ve magnezyuma dayanan hücreler için geçerlidir.
Teknoloji nereden geliyor?
Fraunhofer, yakın gelecekte sodyum iyon pillerin öncelikle küçük otomobillerde ve iki ve üç tekerlekli araçlarda bulunacağını öngörüyor. Bu, geniş bir cephede beklenen LFP hücresinin rekabete sahip olacağı anlamına gelecektir. Her ikisi de sağlam, döngüye dayanıklı ve üretimleri potansiyel olarak ucuz olarak değerlendiriliyor. Potansiyel olarak daha yüksek enerji yoğunlukları sayesinde magnezyum iyon pillerin de bir şansı var. Ancak bunun ancak 2040 yılından itibaren gerçekleşebileceği tahmin ediliyor.
Temel sorunlardan biri hammadde bağımlılığıyla ilgilidir. Bu durumda, şu anda en yaygın olarak kullanılan nikel, manganez ve kobalt karışımına dayanmayan hücrelerin, yalnızca uzun vadede bile olsa, hala nispeten iyi bir geleceği var. Fraunhofer, önümüzdeki 5-10 yıl içinde nikel, manganez ve kobalt tedarikinin kritik düzeyde kalacağını özetliyor. Ancak bu, NMC hücresine bir alternatifin geliştirilmesini hızlandırmada önemli bir faktör olabilir. Şu anda bu rakiplerin çoğu hâlâ daha düşük enerji yoğunluğuna sahip. Çevirisi basitçe şu anlama gelir: Aynı enerji içeriği için daha fazla hammadde kullanılması gerekir.
Önümüzdeki yıllarda yeni elektrikli otomobillerde üç çekişli akü teknolojisinin yer alması öngörülüyor. Şimdilik NMC hücreli lityum iyon pil geçerli olacak. Son yıllarda kobalt ve manganez yüzdesi yüzde olarak azalmıştır. Geçen yıl Rusya’nın saldırısının hemen ardından nikel fiyatı tüm zamanların en yüksek seviyesine çıktı ve 2023’te savaş öncesi seviyelere olmasa da düştü. Hammadde piyasasındaki bu değişkenler, yeni elektrikli otomobil fiyatları üzerinde önemli bir etkiye sahip. Sonuçta pil en pahalı bileşendir.
LFP’nin sodyuma oranı ne olacak?
Bu, lityum demir fosfat hücrelerinin orta vadede iyi pazar beklentilerine sahip olmasının bir başka nedenidir. Sodyum iyon pillerin rekabetiyle ne kadar çabuk karşılaşacakları tartışmalı. Baden-Württemberg Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırma Merkezi’nden (ZSW) Prof. Dr. Markus Hölzle, 2030 yılına kadar tüm yeni elektrikli arabaların yalnızca yüzde 3’ünün sodyum bazlı pillerle çalışacağını öngörüyor. Bizim görüşümüze göre bu, ham madde piyasasının performansına bağlı olarak çok düşük olabilecek ihtiyatlı bir tahmindir. Fraunhofer’in tahmin ettiği enerji içeriğinin kilovatsaat başına 40 avronun altında olması beklenen fiyatla, endüstrinin buradaki kaynakları kullanma konusunda güçlü bir teşviki var. Çünkü hala kesin olan bir şey var: Müşteriler, şu anda olduğundan daha az maliyetli ve daha fazla kilometre yol kat eden elektrikli otomobiller bekliyor.
(mfz)
Haberin Sonu