Szybko rosnący szum wokół akumulatorów półprzewodnikowych (TSS) w Chinach spotyka się z rosnącą krytyką ze strony ekspertów branżowych i badaczy, którzy przestrzegają przed przedstawianiem tej technologii jako nieomylnej z natury. Pomimo znacznych inwestycji i optymistycznych prognoz podstawowe kwestie bezpieczeństwa pozostają nierozwiązane, co budzi obawy o przedwczesną komercjalizację.
Obietnice i zagrożenia związane z technologią półprzewodnikową
Baterie półprzewodnikowe zaprojektowano tak, aby zastępować łatwopalne ciekłe elektrolity bezpieczniejszymi materiałami stałymi, potencjalnie oferującymi większą gęstość energii i lepszą stabilność termiczną. Wzbudziło to zainteresowanie inwestorów, zwłaszcza przed zaostrzeniem przez Chiny norm bezpieczeństwa akumulatorów w lipcu 2026 r. Normy te wymagają, aby nowe baterie wytrzymywały rygorystyczne testy bez pożaru lub eksplozji przez pięć minut. Eksperci zauważają jednak, że zasady te mają zastosowanie do wszystkich typów akumulatorów, nie tylko TSS, i nie uwzględniają głównych zagrożeń związanych z akumulatorami litowo-jonowymi.
Głównym problemem jest to, że TSS to w dalszym ciągu systemy elektrochemiczne wykorzystujące materiały energochłonne. Nie są odporne na niekontrolowaną niestabilność cieplną, czyli reakcję łańcuchową prowadzącą do przegrzania i potencjalnego pożaru. Naukowcy podkreślają, że lit, często stosowany w konstrukcjach TSS, pozostaje wysoce reaktywny i może powodować reakcje aluminotermiczne w ekstremalnie wysokich temperaturach (do 2500 °C) nawet w rozładowanych akumulatorach.
Trwałe wyzwania: dendryty i niestabilność materiału
Główną przeszkodą jest utrzymanie tworzenia się dendrytów litu. Podczas gdy elektrolity stałe powinny teoretycznie zapobiegać wzrostowi dendrytów (metalowych struktur powodujących zwarcia) w akumulatorze, rzeczywiste materiały często mają mikroskopijne defekty. Luki te umożliwiają rozprzestrzenianie się dendrytów, odtwarzając problemy związane z bezpieczeństwem obserwowane w tradycyjnych akumulatorach litowo-jonowych.
Co gorsza, wiele prototypów TSS wykorzystuje katody o wysokiej zawartości niklu i anody na bazie krzemu, aby zwiększyć gęstość energii. Wiadomo, że materiały te, choć oferują lepszą wydajność, charakteryzują się zwiększoną niestabilnością termiczną, co budzi dodatkowe obawy dotyczące bezpieczeństwa.
Producenci samochodów idą naprzód pomimo ryzyka
Kilku chińskich producentów samochodów agresywnie rozwija TSS:
- Grupa FAW: Planuje zintegrować TSS z pojazdami Hongqi do 2027 roku.
- Grupa GAC: Prowadzi zakład pilotażowy produkujący akumulatory półprzewodnikowe do testowania pojazdów.
- Dongfeng Motor: Zamierza masowo wyprodukować akumulatory o pojemności 350 Wh/kg do końca 2026 r., a jego celem będzie pojazdy elektryczne o zasięgu ponad 1000 km.
- SAIC Motor i Chery Automobile: Aktywny rozwój prototypów z celami integracji w roku 2027.
Te ambitne harmonogramy podkreślają potrzebę dokładnego przeglądu bezpieczeństwa przed powszechnym przyjęciem.
Realistyczne oczekiwania: współistnienie, a nie zastępowanie
Chińscy analitycy ostrzegają, że wyolbrzymianie bezpieczeństwa TSS wprowadza rynek w błąd. Baterie ciekłego litu są stale udoskonalane dzięki zastosowaniu niepalnych elektrolitów, powłok i konstrukcji odpornych na wysokie temperatury, dzięki czemu nadają się do wielu zastosowań, w tym do stacjonarnego magazynowania energii. Prawdopodobna przyszłość to nie całkowita wymiana, ale współistnienie. TSS może odnieść sukces w niszowych obszarach wymagających maksymalnej gęstości energii i bezpieczeństwa, podczas gdy akumulatory ciekłego litu pozostają konkurencyjne na wrażliwych na koszty i dojrzałych rynkach.
Przedstawianie TSS jako gwarantowanego rozwiązania problemów związanych z pożarami akumulatorów jest wypaczeniem rzeczywistości technicznej. Obie technologie mają swoje mocne i słabe strony, a zrównoważone podejście ma kluczowe znaczenie dla zrównoważonego wzrostu.
Branża idzie do przodu, ale przesłanie ekspertów jest jasne: akumulatory półprzewodnikowe nie są panaceum. Rygorystyczne testy, realistyczne oczekiwania i ciągłe inwestycje w obie technologie są niezbędne do bezpiecznego i wydajnego magazynowania energii.
