10 vegades més densitat d'energia que la bateria de liti? Porsche desenvolupa una bateria d'ànode de silici i planeja produir-la en massa en 5 anys
El diari espanyol "Public" va informar recentment que la producció de bateries és una font important d'emissions de carboni en el procés de fabricació de vehicles elèctrics, que representen entre el 25% i el 40% de les emissions totals. Cada vegada són més els fabricants que treballen per reduir les emissions en aquesta àrea, però Porsche vol anar més enllà. La companyia està desenvolupant una bateria amb un millor rendiment i una menor petjada de carboni. És una bateria perfecta?
Porsche invertirà al voltant de 1.000 milions d'euros en els propers 10 anys en diverses mesures de descarbonització, inclosa la reducció de les emissions de diòxid de carboni de les seves plantes de muntatge. La producció del Porsche Taycan a Zuffenhausen (a Stuttgart, Alemanya) és neutra en carboni des del principi, però la construcció d'un cotxe és molt més que muntar totes les peces de la línia de producció.
Les bateries són una de les importants fonts d'emissions en la producció de vehicles elèctrics. En aquest enllaç, els múltiples passos de producció de la conversió de matèries primeres com el níquel i el cobalt en productes refinats que es poden utilitzar en bateries consumeixen enormes quantitats d'energia.
En una conferència de premsa recent, Benjamin Pasenberg, cap de sistemes d'alta tensió de Porsche, va dir: "Tenir energia verda és molt important, especialment en la producció de bateries, on es necessita molta energia per escalfar les coses". No obstant això, l'ús només de fonts d'energia verdes (o de baixes emissions) per fabricar bateries no és suficient perquè Porsche (o altres fabricants) compleixi els seus objectius d'emissions. També hi ha la necessitat de reimaginar la pròpia bateria per reduir la contaminació que sorgeix de les pràctiques de fabricació de bateries.
Per a això, Porsche està treballant en una nova bateria. Es diu que la bateria és més potent, es carrega més ràpid i té una petjada de carboni més petita que les bateries actuals. La tecnologia emprada és utilitzar més silici en l'ànode de la bateria, en lloc del grafit que s'utilitza habitualment avui en dia.
Segons Otmar Beecher, cap de vehicles elèctrics de Porsche, els ànodes de silici són 10 vegades més densos energèticament. Porsche espera entre un 20 i un 25% més de watts per litre de volum que les bateries convencionals d'ions de liti. És a dir, sota una certa capacitat energètica, el volum de la bateria és menor. La millora de l'eficiència energètica de les bateries, al seu torn, significa que es necessiten menys bateries per alimentar el vehicle, el que redueix el pes general (i també redueix l'espai necessari per a les bateries).
Menys pes del vehicle també significa un menor consum de bateria, però on és l'impacte positiu en el medi ambient? En primer lloc, el disseny d'aquesta nova cèl·lula redueix els requisits de material per a l'estructura de la cèl·lula d'alumini (carcassa) en comparació amb els dissenys de cèl·lules cilíndriques. La producció d'alumini és una de les importants fonts d'emissió de carboni per als automòbils. Segons un estudi recent de Volvo, l'alumini representa el 30% de les emissions que es deriven de la producció de materials moderns per a vehicles, fins i tot més que la pròpia bateria. Per tant, la reducció de l'ús d'alumini també redueix gran part de les emissions. Tot i que no es van llançar detalls, Porsche va dir que la bateria també es carregaria més ràpidament.
D'altra banda, el contingut de cobalt d'aquestes bateries es reduiria. Ara se sap que el cobalt és difícil d'obtenir, molt car, i té un gran impacte en el medi ambient. El cobalt representa actualment el 20 per cent del material del càtode de la bateria Taycan, i Porsche espera que la seva nova tecnologia redueixi la quota de cobalt a només entre un 5 i un 10 per cent.
Per reduir encara més les emissions, Porsche se centrarà en la cadena de subministrament. La companyia alemanya obtindrà cobalt, níquel i altres matèries primeres tant com sigui possible d'Europa, de manera que estarà més a prop d'on es produiran les noves bateries, a prop del centre d'investigació i desenvolupament de Porsche a Weissach. Segons el responsable rellevant de Porsche, la compra de materials de càtode a Schwarzheide, Alemanya en lloc del meu país pot reduir les emissions de diòxid de carboni en un 25%.
A més, Porsche està pressionant els seus proveïdors perquè fabriquen bateries i altres components completament a partir d'energia renovable. El fabricant alemany d'automòbils va dir que ja no consideraria contractes a llarg termini amb proveïdors que no estiguessin disposats a utilitzar energia "verda" certificada. Porsche diu que la cadena de subministrament representa al voltant del 20% de les emissions totals de gasos d'efecte hivernacle del fabricant d'automòbils. Això augmentarà al voltant del 40% el 2030 a mesura que la producció es traslladi als vehicles elèctrics.
La gran pregunta és, quan veurem aquesta bateria Porsche "ideal" en un cotxe de carretera? Com moltes altres tecnologies del sector de l'automoció, s'utilitzarà primer en cotxes de carreres, on les capacitats d'alt rendiment i càrrega ràpida són primordials. Otmar Beecher va dir: "Normalment, estem a 2 o 3 anys de la transició als cotxes de producció. Així que ho veurem en els cotxes de producció a partir de 2025". Porsche espera comercialitzar la bateria d'alt rendiment d'aquí a cinc anys.
Pel que fa a la producció, l'objectiu és aconseguir una producció mínima anual de 100 MWh, suficient per alimentar al voltant de 1.000 cotxes. Això ens porta a creure que inicialment només es destinarà a algun model de no producció, possiblement algun superesportiu de molt alt rendiment.
Per descomptat, no és una bateria perfecta. La bateria perfecta es carrega en segons, no sobreescalfa ni perd capacitat amb el temps, i és lleugera i barata de produir. Probablement mai veurem una bateria amb totes aquestes característiques en una, però a curt i mitjà termini, la bateria de Porsche s'està acostant bastant a la bateria ideal. (compilat / Li Zijian)
