Prečo batérie zlyhávajú? geniálny
Pravdepodobne to poznáte z domova - batérie a nabíjateľné batérie sa musia pravidelne nabíjať alebo vymieňať, pretože fungujú iba určitý čas. Rovnako ako batéria vášho mobilného telefónu, aj batérie elektromobilov sa časom slabnú a slabnú, až ich bude nakoniec treba vymeniť. Prečo je to tak a čo sa stane s batériami, keď ich už nemožno ďalej používať? Génius vám to vysvetľuje.
Existuje veľa rôznych batérií a akumulátorov, ktoré sú všetky určené na napájanie zariadení s elektrickou energiou a ich funkčné fungovanie. Aký je však rozdiel medzi batériami a akumulátormi? Jednoducho: batériu, na rozdiel od akumulátora, nie je možné nabiť. Poznáte to napríklad z budíka alebo kalkulačky. Akonáhle je batéria vybitá, budete ju musieť zlikvidovať. Batériu mobilného telefónu alebo batériu digitálneho fotoaparátu môžete naopak nabíjať znova a znova. Je to prakticky nabíjateľná batéria. Ani to však netrvá večne: Postupom času ho budete musieť nabíjať čoraz častejšie, až kým pre zariadenie nebude konečne príliš slabý. Batériu je potom potrebné tiež zlikvidovať - príp?
Priateľský k životnému prostrediu
V každom prípade je jedna vec istá: Pretože nemusíte batérie likvidovať okamžite, ale môžete ich kedykoľvek nabiť, sú o niečo ekologickejšie ako batérie. Proste neprodukujú toľko harabúrd. Ale aj pri batériách existujú výhody a nevýhody. Aby sme to vysvetlili, poďme na malý exkurz do chémie.
K dispozícii sú nikel-kadmiové batérie, nikel-metal hydridové batérie, lítium-iónové batérie a lítium-iónové polymérové batérie. To znie veľmi komplikovane, ale tieto typy je možné rýchlo rozdeliť do dvoch rôznych skupín. Oba varianty batérií s niklovým výbojom sa samy veľmi rýchlo samy osebe znamenajú, že ak ich nabijete a ponecháte ich nepoužívané, potom ich budete musieť pri ďalšom použití čiastočne vybiť. Lítium-iónové batérie sa tiež samy vybíjajú, ale nie tak rýchlo. Ďalšou výhodou je, že batérie sú rovnako veľké ako niklové batérie a stále dokážu akumulovať viac energie. Majú tiež dlhšiu životnosť. To je niekoľko dôvodov, prečo sa lítium-iónové batérie často používajú. Takéto batérie nájdete napríklad v mobilných telefónoch a notebookoch, ale batéria v elektrickom vozidle funguje aj ako lítium-iónová batéria.
Starnutie oxidáciou
Lítium-iónová batéria sa skladá z mnohých článkov, z ktorých každý pozostáva z kladnej a zápornej elektródy. Počas procesu nabíjania ióny migrujú z kladnej na zápornú elektródu a sú tam uložené. Je to naopak s vybíjaním. Postupom času však dve elektródy v článku oxidujú. To znamená, že vydávajú elektróny. Dôsledkom toho je, že už nemôžu skladovať ióny lítia. Nabíjanie a vybíjanie batérie funguje čoraz menej.
Pravdepodobne si teraz kladiete otázku: Prečo elektródy v bunkách vôbec oxidujú? Závisí to hlavne od teploty a úrovne nabitia batérie. Napríklad, ak je batéria uložená vo veľmi teplom prostredí a je tiež úplne nabitá, veľmi rýchlo starne.
Druhá životnosť batérie pre elektromobily
Lítium-iónové batérie v elektromobiloch spoločnosti Daimler AG majú životnosť asi desať rokov. Potom ich musíte zmeniť, pretože dojazd automobilov už nie je dostatočný. Rovnako sú elektromobily skutočne také ekologické, ak sa ich batérie musia likvidovať každých desať rokov?
Spoločnosť Daimler AG by chcela, aby sa životný cyklus takejto batérie neskončil. Preto výrobca automobilov skombinoval batérie 1 000 inteligentných elektrických vozidiel do veľkej úložnej jednotky. Rovnako ako stacionárne zariadenie na skladovanie energie by malo napríklad uchovávať slnečnú alebo veternú energiu a potom ju sprístupniť, keď je táto energia potrebná.
Batérie v elektromobiloch sa nebudú používať iba ďalších desať rokov, poskytovatelia energie by mohli vyriešiť aj ďalší zásadný problém. V súčasnosti naša elektrina stále pochádza z elektrární škodlivých pre životné prostredie. Dlhodobým cieľom je preto prechod na obnoviteľné energie, to znamená energiu z veterných turbín alebo energiu zo solárnych článkov. Na túto energiu sa však nemôžete spoľahnúť, pretože nie vždy svieti slnko tam, kde ľudia potrebujú elektrinu, a nie vždy tam fúka aj vietor. Preto musia existovať takzvané primárne rezervy. Jedná sa o zásoby energie, ktoré je možné ihneď použiť v prípade nedostatku elektriny. Systém akumulácie energie pozostávajúci z veľkého množstva starých elektrických batérií môže ukladať prebytočnú energiu zo slnka a vetra a môže sa v takýchto prípadoch použiť.
Zásobník energie spoločnosti Daimler AG má v tomto roku začať fungovať u nemeckých dodávateľov energie a bude fungovať úplne automaticky. Po desiatich rokoch už na to nie sú vhodné ani batérie. Potom budú recyklované a použité na výrobu nových batérií pre elektrické automobily.