Český průlom v elektromobilitě: Baterie díky novému patentu vydrží déle

Drahé lithium-iontové články do elektromobilů často končí na recyklační lince dříve, než je nutné. Jejich životnost je totiž možné prodloužit. A to díky české výzkumnici Kateřině Nováková. Doktorandka Fakulty elektrotechnické ČVUT vyvinula diagnostickou metodu, která dokáže přesněji odhadnout jejich skutečný stav a prodloužit jejich životnost až o 10 procent.

Na implementaci řešení do praxe získala společně s firmou Kolibrik od ministerstva průmyslu a obchodu grant ve výši 16 milionů korun, přičemž téměř 4,5 milionu zamíří na ČVUT.

I když baterie do elektromobilů postupně zlevňují, stále tvoří podstatnou část ceny celého vozu – tvoří až 40 procent celkové částky. ČVUT uvedlo, že cena baterie se podle údajů z prosince 2024 pohybuje kolem 115 amerických dolarů (2 380 Kč) za 1 kilowatthodinu (kWh) kapacity baterie.

• Související: Ojeté elektromobily se valí do Česka. Baterky nebývají překvapivě ten největší problém

„Je to i kvůli tomu, že je těžké a časově náročné diagnostikovat aktuální stádium degradace baterie a predikovat zbývající dobu životnosti. Proto jsou mnohdy preventivně vyřazovány dříve, než by bylo nutné, což vede k ještě vyšším nákladům na systémy využívající li-ion baterie,” uvedla Kateřina Nováková.

Společný evropský patent

Metodám diagnostiky životnosti baterií se Kateřina Nováková věnuje v rámci svého doktorského studia. Vedle domovské fakulty uskutečnila část svého výzkumu na španělské Public University of Navarra. Tam s kolegy pracovala na nové metodě, která usnadní třídění bateriových modulů a detekci těch, které již ve velmi krátké době bude nutné vyměnit, anebo naopak ty, které mají ještě dostatečnou životnost a mohou být nadále bezpečně používány.

Výsledkem jejího výzkumu je metoda založená na principu Elektrochemické impedanční spektroskopie, která umožňuje určit stav bateriového modulu (State of Health) i v případě, že je naprosto neznámá historie jeho předchozího použití, namáhání a provozních podmínek.

„Tato metoda má potenciál při správném implementování až o desetinu prodloužit dobu užití bateriových modulů, čímž se zároveň oddálí krok, kdy je bude nutné recyklovat,” poznamenala Nováková. Se spolupracující firmou Kolibrik, která vyrábí zařízení pro měření baterií, plánuje podat společný evropský patent.

Nováková se bude výzkumu společně se svým týmem věnovat následující dva roky. Zároveň hledá šikovné studenty, kteří by se s nimi chtěli na výzkumu podílet. „Sama si vážím toho, že jsem měla možnost zapojit se do výzkumu již během studia a ráda bych tuto příležitost zprostředkovala teď studentům také," řekla Nováková, která vyzvala zájemce, aby se jí ozvali na mail.

Nová baterie budoucnosti

Tým Kateřiny Novákové není jediným, který se v Česku zabývá bateriemi do elektromobilů. Například český vědec Tomáš Kazda z Ústavu elektrotechnologie Vysokého učení technického v Brně si už před několika lety nechal patentovat nový typ lithium-sirné baterie, které jsou ekologickou variantou k současným Li-ion akumulátorům a představují velkou naději pro budoucnost elektromobility, ale i dalších odvětví.

Nahrazují totiž poměrně nedostatkové kovy včetně kobaltu nebo niklu mnohem dostupnější sírou, která je rovněž k dispozici jako odpadní produkt. Výroba nových akumulátorů navíc není tak energeticky náročná jako v případě dnes využívaných článků.

• Související: Revoluční baterie do elektromobilů vycházejí z patentu českého vědce

Velkou výhodou lithium-sirných baterií je až pětinásobně vyšší gravimetrická hustota energie, v praxi by pak mohla být gravimetrická hustota energie nových článků až třikrát vyšší, díky čemuž by mohly být nové akumulátory lehčí a menší.

„Když vezmu například kapacitu dnešních baterií používaných v elektromobilech Tesla, tak pokud bych použil technologii lithium-sirné baterie a zachoval stávající kapacitu, podařilo by se mi zmenšit hmotnost baterie na zhruba 120 kilogramů oproti současným přibližně 550 kilogramům,“ vysvětlil Kazda.

V případě, že by se ponechala současná hmotnost baterie, ale změnila by se technologie na lithium-sirnou, mohla by se zvýšit dojezdová vzdálenost elektromobilu až na více než 1,2 tisíce kilometru.

V nedávném rozhovoru pro BusinessInfo.czTomáš Kazda uvedl, že výzkumných pracovišť, která se věnují elektrobateriím, je více. Věnují se například i alternativním variantám, jako jsou například vanadové redoxní průtočné články. Mezi firmami také podle něho roste zájem o větší spolupráci s českými univerzitami.

Úvodní ilustrační foto: Pavel Baroch