Budoucnost elektromobility se skrývá v malé budově v areálu Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu v pražských Letňanech – právě tady vznikl úplně nový koncept nanobaterií. „Chtěli jsme, aby český vynález zůstal v českých rukou,“ vítá nás Jan Procházka, autor revoluční myšlenky, kterého vidíte na snímku dole. Přelomové akumulátory HE3DA (High Energy 3D Accumulator) tu vznikají v komorním prostředí – ještě loni v létě byla v těchto místech jen automyčka a garáže. „Od otevření automatizované výrobní linky ještě neuběhl ani měsíc, a automobilky si u nás od té doby podávají dveře,“ svítí Jan Machálek, ředitel pro investice a mezinárodní obchod. Našlápnuto má tedy tým okolo vynálezce Procházky velmi dobře.

Pod ochranou

„Jsme na absolutním vrcholu pyramidy, naše technologie je patentově chráněna po celém světě,“ dodává autor přelomové baterie. Připomíná, že díky roky piplané teoretické přípravě se mohlo loni v létě přikročit k ručnímu sestavování a zkoušení baterií, které po vychytání dětských nemocí vyústilo v prosincový start výroby (psali jsme loni v čísle 52).

S vynálezcem procházíme jednotlivé sály letňanského provozu, v přípravné laboratoři se právě kompletuje základ pro 48voltovou startovací baterii, která vydá startovací proudy až 7 kW, tedy mnohonásobně více než současný klasický akumulátor. Vzniká spojením dvanácti základních čtyřvoltových článků, při startování uvolní až 200 ampérů. „A dvanáctivoltová verze v pohodě dokáže nastartovat i velká americká auta, vyzkoušeli jsme to například u lincolnu nebo hummeru,“ říká Machálek. Co je ale podle něj důležitější? Teplota při takto vysokém odběru nestoupla ani o 0,1 °C a startování si bralo 7,5 % kapacity baterie po dobu 150 sekund. Proti tomu v klasických lithiových akumulátorech při takovém odběru podle Machálka může stoupnout teplota až na 60 °C.

Jak baterie vzniká

Lisování elektrod musí probíhat pod kontrolovanou atmosférou v absolutně bezvodém a bezprašném prostředí. Proto se děje v průhledném boxu, který je naplněn naprosto čistým suchým vzduchem.

Vedle probíhá výroba separátorů, tedy vlastně izolace mezi hliníkovou katodou a měděnou anodou. Od pohledu vypadá jako papír, ale je vytvořen z nanomateriálu – nehořlavého keramického vlákna. V separátoru není díky použité unikátní technologii jediná nechtěná díra ani prasklina – nemůže tudíž dojít ke zkratu budoucí baterie. A nic proto nemůže chytnout ani vybouchnout – riziko se blíží nule. „Proti aktuálně vyráběným klasickým akumulátorům je nebezpečí vzniku požáru a výbuchu snížené minimálně stokrát,“ vysvětluje Jan Procházka.

Samotné sestavování akumulátorů obstarávají roboty.

Autor: Jiří Káš

Za sklem

Dostáváme se do prostor samotné robotizované výrobní linky, opět se nachází v absolutně čistém bezprašném prostředí uvnitř průhledného boxu. Základní sestava se skládá z menšího anodového lisu a větší katodového. Mezi nimi se nachází skládací pódium, na němž robot baterii sestavuje: anoda, separátor, katoda. Vše se kompletuje vrstvu po vrstvě při kontrolovatelné teplotě a striktně nastaveném rosném bodě -40 °C. „Je to ochrana proti korozi, která by jinak znamenala ztrátu kontaktu s následkem v úbytku kapacity baterie,“ vysvětluje vynálezce.

Uvnitř vedlejší elektrolytické lázně probíhá formátování baterie – v jejím prvním kole se při nabíjení uvolňují bublinky. „To je voda ze vzdušné vlhkosti, která tam nemá co dělat,“ vysvětluje Procházka. Po vysušení v absolutně suchém vzduchu následuje další formátování, které už je obvykle bez bublinek. Komplexně zformátovaná je baterie za týden. Pak už se jen zabalí a může sloužit.

Levnější než konkurenti

Jako asi všem českým motoristům se i nám vkrádá otázka, kdy si budeme moci takovou baterii koupit a kolik nás to bude stát. „Tenhle dotaz se v naší poště objevuje snad stokrát denně už od spuštění výroby loni v prosinci,“ usmívá se Machálek. Na konkrétní odpověď je podle něj ještě trochu brzy, ale pak přece jen nastiňuje alespoň přibližné datum. „Předpokládáme, že dostupné by měly být do roka. V tento okamžik již běží stavba výrobního závodu v Horní Suché na severní Moravě.“ A jaká by mohla být cena? „Měli bychom být výhodnější než současná klasická produkce,“ naznačuje Jan Procházka.

Separátor, který na pohled vypadá jako role kuchyňských utěrek, je vyroben z nanovlákna.

Autor: Jiří Káš

Kam se hodí

Baterie budou použitelné jako startovací akumulátory do běžných aut, ale také coby trakční do elektromobilů. Ve výhledu jsou i akumulátory pro elektrobusy a nákladní automobily na elektrický pohon.

V čem je jiná

Automobilová baterie má tenčí elektrody, což umožňuje výrazně rychlejší nabíjení a vybíjení. Plně nabitá může být už za hodinu. Její vlisované články jsou na rozdíl od klasických akumulátorů umístěných vertikálně uloženy horizontálně formou tabletek do rámu. Díky tomu má baterie dvacetkrát silnější tloušťku i kapacitu elektrod, pojme stejné množství elektrické energie, ale lze ji vyrobit levněji. Přitom je nejbezpečnější lithiovou baterií na světě, v důsledku využitých nanotechnologií nehoří ani nevybuchuje. Proti klasickým akumulátorům navíc díky chlazení zaberou bateriové moduly i méně místa.