EV pilleri çok ihtiyaç duyulan bir yükseltmeyi almak üzere. Menzil artık çoğu elektrikli otomobil için bir sorun değil. Ancak ICE arabalarında olduğu gibi, yakıt deposunun boyutu değil, yakıtı almanın ne kadar kolay olduğu önemlidir. EV’lerde sorun pil boyutu değil, şarj hızı ve pil ömrü. Neyse ki, bu EV pili baş ağrılarından bazılarını çözebilecek birkaç yeni gelişme var.
Toyota’nın Katı Hal EV Pilleri
Menzil kaygısını aşmanın basit bir yolu, hızlı şarj istasyonlarını (ve ev şarj cihazlarını) daha yaygın hale getirmektir. Ancak bu zaman ve büyük altyapı yatırımı gerektirir. Ve o zaman bile, lityum iyon piller bozulmaya başlamadan önce yalnızca çok sayıda hızlı şarj döngüsü alabilir. Autoblog raporlarına göre Toyota’nın buna bir çözümü olabilir.
Li-ion piller, güç sağlamak için iyonları ve elektronları taşımak için sıvı bir elektrolite güvenir. Ancak diğer bir kaynağa göre bu elektrolit, özellikle pilin kendisi eski veya hasarlıysa yanıcı ve potansiyel olarak patlayıcıdır. İleri Düzey Seramik El Kitabı, uygun şekilde bakımı yapılmadığında da aşındırıcı olduğunu açıklıyor.
Toyota’nın cevabı, elektrikli otomobil akülerindeki sıvıyı katı ile değiştirerek katı hal akü oluşturmaktır. Automotive News, katı hal bir EV pilinin Li-ion pilden daha hafif ve daha güvenli olacağını açıklıyor. Ayrıca daha uzun süre dayanır ve önemli ölçüde daha hızlı şarj olur. Honda E gibi bir aracın şarj olma süresi 30 dakikadan 15 dakikanın altına düşebilir.
Ancak Toyota’nın prototip elektrikli otomobil aküleriyle araştırdığı tek şey katı hal tasarımı değil. Japon otomobil üreticisi ayrıca yeni bir EV pil kimyasına da yatırım yapıyor: lityum-kükürt. Enerji bazında Li-S piller, Li-ion pillerden daha yoğundur ve malzemeleri daha az maliyetlidir. Ayrıca son derece sorunlu bir malzeme kullanmaktan da kaçınırlar: kobalt.
Yine de birkaç başka EV ve pil şirketi bu sorunu farklı bir açıdan ele alıyor.
Elektrikli Araba Aküleri İçin Kobalt Çıkarmak
Chemical & Engineering News raporlarına göre Li-ion piller lityum etrafında inşa edilmiş olsalar da elektrotları için kobalt ve grafite ihtiyaç duyuyorlar. NBC raporlarına göre elektrikli araç pil fiyatlarının arkasındaki en büyük faktör kobalt ve talep arzı geride bırakıyor.
Daha da kötüsü, dünyadaki kobaltın önemli bir kısmı, Demokratik Kongo Cumhuriyeti’ndeki korkunç derecede düşük ücretli ve aşırı çalışan madenciler tarafından çıkarılıyor. Ve buna çocuklar da dahildir.
Pek çok büyük pil tedarikçisi, çocuk işçiliği ile çıkarılan kobaltın aşamalı olarak kullanımdan kaldırılmasını sağlamıştır. Ancak InsideEVs raporlarına göre Tesla ve Panasonic bunu bir adım daha ileri götürüyor. TechCrunch’ın bildirdiğine göre Panasonic, Tesla’nın birincil pil tedarikçisi ve şu anda nikel-kobalt-alüminyum EV pilleri üretiyor. Ancak, pillerinde küresel kobalt arzının %2’sinden daha azını kullandığını iddia ediyor. Ayrıca 2023 yılına kadar pillerinin kobaltsız olacağını iddia ediyor.
Reuters raporlarına göre Tesla, lityum demir fosfat piller geliştirmek için Çinli firma CATL ile de ortaklık kurdu. Epec Engineered Technologies’in bildirdiğine göre, LFP (“Fe” veya demir için “F”) piller Li-ion piller kadar enerji yoğun değildir. Ancak, sadece kobalt kullanmamakla kalmazlar, daha stabil ve daha uzun ömürlüdürler.
InsideEVs, Austin’deki birkaç Texas Üniversitesi’nden bilim adamlarının kobalt kullanmayan bir Li-ion elektrikli araba aküsü geliştirdiğini bildirdi. Ancak, zaten Li-ion pillerde bulunan metalleri kullanır: nikel, alüminyum ve manganez. Green Car Congress’e göre, yeni kimyanın şarj verimliliği veya dayanıklılığı daha az değil. Advanced Materials’da yayınlanan rapora göre, “anında sentez ölçeklenebilirliğine” sahip.
Bu Güncellemeler Ne Kadar Sürede Tüketicilere Ulaşacak?
EV pillerinden kobaltın kesilmesi başka bir potansiyel faydaya sahiptir. Bu, EV’leri ICE arabaları kadar ucuz hale getirmek. Forbes’a göre, bir elektrikli araba aküsünün maliyetini 100 $/kWh’ye düşürmek, bu fiyat eşitsizliğini neredeyse ortadan kaldıracaktır.
Temmuz 2020’de bu maliyet yaklaşık 147 $/kWh’dir. Green Car Congress, kobaltın bir Li-ion pilin maliyetinin %10-30’unu oluşturduğu göz önüne alındığında, bunun ortadan kaldırılmasının bunu 110-120 $’a kadar düşürebileceğini bildiriyor.
Peki Toyota’nın katı hal elektrikli otomobil aküsü nereye sığar? Şu anda otomobil üreticisi, Li-S pillerin zamanla deforme olma eğiliminin üstesinden gelmek için çalışıyor. Ayrıca, bir Li-S EV pili yapmak, dikkatle kontrol edilen ultra düşük nemli bir ortam gerektirir. İlk çalışan prototipler en erken 2025 yılına kadar açıklanmayacak. Ve o zaman bile, düşük üretim hacmi nedeniyle fiyatın düşmesi birkaç yıl alacak.
Ancak tüm bu gelişmeler, EV’leri herkes için daha uygun fiyatlı ve erişilebilir hale getirmeye yönelik adımlar atmaya devam ediyor.