Μελέτη του Stanford ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για τη φθορά των μπαταριών, δείχνοντας ότι η εναλλαγή ρυθμών στην οδήγηση μπορεί να παρατείνει τη ζωή τους έως και 38%.
Μια νέα μελέτη (update: δείτε εδώ το σωστό πόρισμα) από το SLAC-Stanford Battery Center έρχεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο που κατανοούμε τη φθορά και τη διάρκεια ζωής των μπαταριών στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Δημοσιευμένη στο έγκυρο περιοδικό Nature Energy, η έρευνα υποστηρίζει πως η δυναμική, εναλλασσόμενη οδήγηση όχι μόνο δεν επιβαρύνει την μπαταρία -όπως πίστευαν μέχρι σήμερα αρκετοί ειδικοί και κατασκευαστές- αλλά μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της έως και κατά 38%.
Η ερευνητική ομάδα του Stanford χρησιμοποίησε ένα μεγάλο δείγμα 92 στοιχείων μπαταριών ιόντων λιθίου και 47 διαφορετικά προφίλ οδήγησης, τα οποία μιμούνταν πραγματικές συνθήκες: συχνές στάσεις στην πόλη, έντονες επιταχύνσεις, διαδρομές με σταθερή ταχύτητα και απότομες επιβραδύνσεις. Αυτό το μοτίβο χρήσης -το λεγόμενο Dynamic Cycling– φάνηκε να ευνοεί τη χημική ισορροπία και τη σταθερότητα των ηλεκτροδίων μέσα στην κυψέλη.
Αντίθετα, η μονοτονία της σταθερής ταχύτητας, όπως σε διαδρομές μεγάλων αποστάσεων, φαίνεται να οδηγεί σε ταχύτερη φθορά των εσωτερικών δομών της μπαταρίας, καθώς προκαλεί επαναλαμβανόμενο στρες σε συγκεκριμένα σημεία, χωρίς να «ξεκουράζεται» το σύστημα.
Ένα ακόμα ενδιαφέρον εύρημα αφορά τη διαδικασία της πρώτης φόρτισης. Παραδοσιακά, οι κατασκευαστές φορτίζουν τα νέα στοιχεία με πολύ χαμηλή ένταση για πολλές ώρες, ώστε να διασφαλιστεί η σταθερότητα.
Ωστόσο, οι επιστήμονες του Stanford διαπίστωσαν ότι η αρχική γρήγορη φόρτιση -υπό ελεγχόμενες συνθήκες- μπορεί να δημιουργήσει πιο ισχυρή και ομοιογενή προστατευτική στρώση SEI (Solid Electrolyte Interphase), η οποία λειτουργεί ως «φράγμα» για την απώλεια λιθίου και τη χημική διάβρωση.
Η σωστή διαμόρφωση αυτής της στρώσης μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας έως και κατά 50%, μειώνοντας ταυτόχρονα δραστικά τον απαιτούμενο χρόνο αρχικής φόρτισης – από 10 ώρες σε μόλις 20 λεπτά.
Η έρευνα αξιοποίησε εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης για να εντοπίσει με ακρίβεια ποιοι παράγοντες επηρεάζουν περισσότερο την αντοχή της μπαταρίας: θερμοκρασία κατά τη φόρτιση, ένταση ρεύματος, ρυθμοί επιτάχυνσης και διάρκεια κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης.
Ένα σημαντικό συμπέρασμα ήταν πως η στατική εργαστηριακή δοκιμή δεν αποδίδει πιστά την καθημερινή χρήση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, καθιστώντας επιτακτική την ανάγκη επανεξέτασης των σημερινών πρωτοκόλλων δοκιμών.
Τα αποτελέσματα της μελέτης αναμένεται να επηρεάσουν την εξέλιξη της τεχνολογίας μπαταριών, τον σχεδιασμό των μελλοντικών μοντέλων EV και ενδεχομένως να αλλάξουν τις συστάσεις χρήσης από τις ίδιες τις κατασκευάστριες εταιρείες.
Η γενική παραδοχή ότι η «ήπια» οδήγηση προστατεύει την μπαταρία τίθεται πλέον υπό αμφισβήτηση. Αντιθέτως, η φυσική εναλλαγή ρυθμού – όπως συμβαίνει στην πραγματική οδήγηση – φαίνεται πως λειτουργεί ευεργετικά για τη μακροπρόθεσμη υγεία των στοιχείων.
Η επιστημονική ομάδα του SLAC υπογραμμίζει ότι τα ευρήματα αυτά ανοίγουν τον δρόμο για πιο «έξυπνα» συστήματα διαχείρισης ενέργειας, που θα προσαρμόζουν τη φόρτιση και την απόδοση σε πραγματικό χρόνο, ανάλογα με τον τρόπο χρήσης.
Παράλληλα, θέτουν ένα νέο πλαίσιο για τη συζήτηση γύρω από τη βιωσιμότητα και την οικονομία των ηλεκτρικών οχημάτων, σε έναν τομέα όπου η αξιοπιστία της μπαταρίας παραμένει καθοριστικός παράγοντας επιλογής για τις καταναλώτριες.
update: Δείτε εδώ το σωστό πόρισμα της έρευνας
-
-
-
-
-
-
