Он является одним из связанных с сгибами исследователей батареи по всему миру, опубликовал более 400 научных работ, зарегистрированных более 20 патентов — и всегда остается любопытным объяснением со всем этим: профессор доктор Максимилиан Фихтнер говорит не только о технологиях аккумулятора в подкасте с Тимом Габелем, но и о научном любопыте, социальная ошибка, и о том, почему, как это не требует, чтобы это было связано с тем, что это то, что он не требует, чтобы это способность.
Карьера Фихтнера начинается не в высокотехнологичной лаборатории, а с химического комплекта под рождественской елкой. «Это схватило меня»он вспоминает. Затем следует необычная научная биография, которая варьируется от анализа окружающей среды до хранения водорода до электрохимических проблем границ. Снова и снова он подчеркивает: действительно хорошие исследования начинаются с точных вопросов — и с смелости оставить просочившиеся пути.
Повторяющимся мотивом разговора является разрыв между исследованиями и применением. Фихтнер объясняет, как быстро могут быть достигнуты увлекательные результаты в лаборатории — и как обманчивые ожидания могут быть получены от них. «Просто потому, что что -то работает один раз, это далеко от рыночного процесса». Это требуются годы, часто десятилетия, для новой технологии от идеи промышленной реальности. Это понимание отсутствует на публике — и не редко в политике.
Почему технические решения требуют больше, чем лаборатории
Он сразу же приводит формирующий пример: в сотрудничестве с Bayer, его исследовательская группа в то время разработала высокоэффективный реактор, который должен обеспечить ежегодное производство химического вещества всего за шесть недель. Промышленный прорыв провалился — не из -за технических проблем, а потому, что совет по трудам опасался, что слишком много рабочих мест может быть потеряно. «Основной пример того, как политические и социальные интересы замедляют техническую осуществимость»по словам Фихтнера.
Несмотря на такой опыт, он по -прежнему привержен науке. Его описание тех моментов, когда исследования действительно меняют границы, особенно впечатляет. Например, когда его команда начала работать с положительно приглашенными ионами лития- установленным принципом современных батарей- но с отрицательно заряженным хлоридом или флуоридами. «Просто поверните шампур»говорит Фихтнер. Результат: функционирование анионных батарей — дверь, которую никто ранее не открыл. «И если вы открыли дверь, она остается открытой. Это приятно в науке».
В промышленной практике литий-ионная батарея все еще является мерой вещей. И на то есть веские причины: с момента запуска на рынке в 1991 году их энергетическая плотность в четыре раза, и в то же время затраты упали в течение 50. Сегодня литиевые батареи управляют электромобилями, смартфонами для снабжения и хранит солнечную энергию. И все же команда Фихтнера уже давно работает над альтернативами — магний, натрий, кальций. «У нас есть это сырье прямо на пороге, они дешевы и хорошо доступны — нам просто нужно научиться использовать их правильно».
В частности, магний может быть стратегическим сырью для Европы. По словам Фихтнера, так называемая доломит-формация Swabian ALB является огромным, ранее недооцененным потенциалом. Преимущество: нет геополитического риска, такого как литий, без токсического материала, нет импортной зависимости нестабильных областей. «Это был бы наш шанс стать независимым — технологически и политическим».
С точки зрения эффективности, нет пути вокруг электромобиля с точки зрения эффективности
Вопрос о эффективности также движет его. Fichtner рассчитывает: электромобилю требуется около 16 киловатт -часов энергии в течение 100 километров, сопоставимый дизель около 60 киловатт. Причина: в то время как от 70 до 80 процентов энергии теряется в форме тепла в горелке, большая часть электрического привода поступает прямо на колесах. «Если вы серьезно относитесь к переходу энергии, вы не можете избежать батареи»так его заключение. Батареи также являются центральным элементом для стабилизации сетей питания с колеблющимися кормами от ветра и солнца.
Что особенно раздражает его, так это упрямое недоразумение: электромобили «Не очень чисто»Потому что их батареи настолько энергоемкие в производстве. «Это слишком короткое»говорит Фихтнер. Производство батареи изначально вызывает высокие выбросы в результате примера из производства электродов и глобальных транспортов сырья, но это только часть истины. С техническим планом можно говорить о рюкзаке Co₂, который электромобиль несет с собой в начале своей жизни. Крайне важно, как долго и с каким электроэнергией управляется автомобиль.
Потому что в то время как двигатель сгорания испускает CO₂ на каждом километре, климат -баланс электромобиля улучшается с каждым километром. В зависимости от типа транспортного средства и источника энергии, так называемой точки безубыточности-момент, когда электромобиль ездит более удобно, чем горелка-от 20 000 до 60 000 километров. «После этого машина въезжает климатически в плюс»по словам Фихтнера. Это значение может быть значительно уменьшено с помощью оптимизированных производственных процессов и использования зеленого электричества. Модель 3, сделанная в Техасе, которая была полностью произведена с возобновляемыми энергиями, превышает критический порог по словам Фихтнера после 8500 километров.
Но не только рюкзак Co₂ становится меньше, а срок службы батарей также растет. Fichtner ссылается на серии транспортных средств, которые едва ли показывают какую -либо деградацию после сотен тысяч километров. Часто пробое сравнение со стареющей батареи смартфона слишком коротко: «Батарея сотового телефона является совершенно другим приложением — хуже, менее интеллектуально контролируется. Автомобильные батареи предназначены для функционирования в течение многих лет». Некоторые производители теперь гарантируют пробег до одного миллиона километров — без каких -либо значительных потерь.
Для Фихтнера это ясно: критика батареи не только перегружена, но и часто основана на ложных технических предположениях. «Если мы действительно хотим поговорить об устойчивости, мы должны смотреть на всю жизнь — не только производство». Аккумулятор не является временной технологией, а основа для эффективной, дружественной к климату мобильности будущего.
Эффективность вместо желаемого мышления: что электронное топливо не может сделать
Одной из тем, которые Фихтнер видит особенно критически, является нынешняя эйфория так называемого электронного синтетического топлива, которое генерируется из воздуха с зеленым потоком и Co₂. В политических дискуссиях и общественных дебатах они часто считаются спасительным решением для дальнейшего существования двигателя внутреннего сгорания. Идея: существующие автопарки могут работать без дальнейшего нагрузки на климат. Фихтнер не согласен. «Это предложение, которое мы можем управлять нашим инвентарным парком с помощью электронного топлива, содержит несколько ошибок мышления»он дает понять.
Производство такого топлива технически возможно. CO₂ можно получить из атмосферы с использованием методов захвата прямого воздуха, воды, разделенной на водород с помощью электролиза, а затем превращены в синтетические углеводороды с Co₂. Но то, что звучит элегантно в теории, по словам Фихтнера, терпит неудачу из -за физических реалий: «Использование энергии огромно — и потери по всей цепочке процессов огромны». Большая часть используемой энергии теряется для каждого этапа преобразования.
По сравнению с прямым использованием электроэнергии в электромобиле, E-Fuel, следовательно, работает чрезвычайно плохо. По словам Фихтнера, в то время как электрические диски аккумулятора реализуют от 70 до 80 процентов энергии, используемой в локомолевом направлении, электронный товар достигает почти 10-15 процентов. «В конце концов, почти ничего не осталось», — », — Он получает это в двух словах. Кроме того, существуют высокие производственные затраты, ограниченная доступность и необходимость в огромном количестве зеленого электроэнергии. Даже если бы E-FEUL был доступен в более широком масштабе, по словам Фихтнера, они не могли быть представлены экологически или экономически.
Его вывод: в обозримом будущем в обозримом будущем нет пути. Электронное топливо может иметь смысл, когда электрификация вряд ли может быть реализована технически примером в авиации или в трафике морских тяжелых грузов. По его мнению, они не подходят в качестве свободного билета в плоской плате для дальнейшей работы горел в повседневной жизни. «Физическая реальность не может быть обсуждена»говорит Фихтнер. Если вы серьезно относитесь к климатическим целям, вы должны идти по наиболее эффективному способу — и вы не проведете не обходные пути, а непосредственно через аккумулятор.
За более чем три часа разговора вы можете сказать: Фихтнер — не техник, а аналитический реалист. Он выступает за дебаты на основе факта, в которых технологии аккумулятора не являются идеологически преувеличенными или политически эксплуатируемыми, но считаются такими, какими они являются: ключом к большей энергоэффективности, суверенитету сырья и стабильности климатаПолем «Наука не работает как стартап-шаг»говорит он. «Речь идет не о многообещании как можно больше, а работать как можно более чисто».
Его привлекательность к Германии: не пытайтесь обогнать Китай на литий-ионной батареи, но идите своим путем, инвестируйте в новые материальные системы на ранней стадии и последовательно объясняют силу ваших собственных исследований. «Мы не хуже. Мы задаем только неправильные вопросы».
Источник: Тим Габель — профессор доктор Фихтнер: Правда о электромобилях и батареях
