Drahé lithium-iontové baterie z elektromobilů často končí v odpadu dříve, než je nutné. Doktorandka Kateřina Nováková z Fakulty elektrotechnické ČVUT vyvinula diagnostickou metodu, která dokáže přesněji odhadnout jejich skutečný stav a prodloužit jejich životnost až o 10 %. Na implementaci řešení do praxe získala společně s firmou Kolibrik grant ve výši 16 milionů korun.
S rozmachem elektromobility a bateriových úložišť pro akumulaci energie stoupá také potřeba lithium-iontových baterií. Ty jsou nicméně stále jedním z nejdražších komponent při výrobě elektromobilů. Cena baterie se podle údajů z prosince 2024 pohybuje kolem 115 amerických dolarů (2 380 Kč) za 1 kWh kapacity baterie.
“Je to i kvůli tomu, že je těžké a časově náročné diagnostikovat aktuální stádium degradace baterie a predikovat zbývající dobu životnosti. Proto jsou mnohdy preventivně vyřazovány dříve, než by bylo nutné, což vede k ještě vyšším nákladům na systémy využívající li-ion baterie,” vysvětlila Ing. Kateřina Nováková, doktorandka na katedře elektrotechnologie Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.
Metodám diagnostiky životnosti baterií se Kateřina Nováková věnuje v rámci doktorského studia. Vedle domovské FEL ČVUT část svého výzkumu provedla na španělské Public University of Navarra. Tam s kolegy pracovala na nové metodě, která usnadní třídění bateriových modulů a detekci těch, které již ve velmi krátké době bude nutné vyměnit, a nebo naopak ty, které mají ještě dostatečnou životnost a mohou být nadále bezpečně používány.
Patent na novou metodu
Výsledkem jejího výzkumu je metoda založená na principu Elektrochemické impedanční spektroskopie, která umožňuje určit stav bateriového modulu (State of Health) i v případě, že je naprosto neznámá historie jeho předchozího použití, namáhání a provozních podmínek.
“Tato metoda má potenciál při správném implementování až o 10 % prodloužit dobu užití bateriových modulů, čímž se zároveň oddálí krok, kdy je bude nutné recyklovat,” uvedla Nováková.
Na implementování nové metody do průmyslové praxe získala Nováková společně s firmou Kolibrik, která vyrábí zařízení pro měření baterií, od Ministerstva průmyslu a obchodu grant OP TAK ve výši 16 265 000 Kč. Necelých 4 500 000 Kč poputuje na ČVUT. Zároveň s firmou plánují podat společný evropský patent.
Nováková se bude výzkumu společně se svým týmem věnovat následující dva roky. Zároveň hledá šikovné studenty, kteří by se s nimi chtěli na výzkumu podílet. “Sama si vážím toho, že jsem měla možnost zapojit se do výzkumu již během studia a ráda bych tuto příležitost zprostředkovala teď studentům také,“ vyzývá Nováková. Ti, kdo mají zájem, jí mohou napsat na email a přiložit svůj životopis.
Nováková je absolventkou studijního programu Elektrotechnika, energetika
a management (EEM) na FEL ČVUT.
Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30 % výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání. Více informací najdete na www.fel.cvut.cz.
České vysoké učení technické v Praze patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě. Podle Metodiky 2017+ je nejlepší českou technikou ve skupině hodnocených technických vysokých škol. V současné době má ČVUT osm fakult (stavební, strojní, elektrotechnická, jaderná a fyzikálně inženýrská, architektury, dopravní, biomedicínského inženýrství, informačních technologií). Studuje na něm přes 19 000 studentů. V akademickém roce 2023/2024 má ČVUT v Praze akreditováno celkem 502 českých a 352 anglických studijních programů (bakalářských, magisterských a doktorských). ČVUT vychovává odborníky v oblasti techniky, vědce a manažery se znalostí cizích jazyků, kteří jsou dynamičtí, flexibilní a dokáží se rychle přizpůsobovat požadavkům trhu. Podle výsledků Metodiky 2017+ bylo ČVUT hodnoceno ve skupině pěti technických vysokých škol a obdrželo nejvyšší hodnocení stupněm A. ČVUT v Praze je v současné době na následujících pozicích podle žebříčku QS World University Rankings: V celosvětovém žebříčku QS World University Rankings je ČVUT na 454. místě a na 12. pozici v regionálním hodnocení „Emerging Europe and Central Asia“. V rámci hodnocení pro „Engineering – Civil and Structural“ je ČVUT mezi 151.–200. místem, v oblasti „Engineering – Mechanical“ na 201.–250. místě, u „Engineering – Electrical“ na 201. až 250. pozici. V oblasti „Physics and Astronomy“ na 201. až 250. místě, „Natural Sciences“ jsou na 280. příčce. V oblasti „Computer Science and Information Systems“ je na 201.–250. místě, v oblasti „Material Sciences“ na 201. až 250. místě, v oblasti „Mathematics“ na 251.-300. místě a v oblasti „Engineering and Technology“ je ČVUT na 190. místě. Od roku 2020 je ČVUT členem aliance prestižních technických univerzit EuroTeQ. Ta představuje zajímavou a přínosnou příležitost pro studenty, vědecké pracovníky i zaměstnance zapojit se do projektu, který si klade za ambici posunout kvalitu vysokého školství na vyšší úroveň. Dalšími členy skupiny EuroTeQ jsou Technical University of Munich, Technical University of Denmark, Technical University of Eindhoven, École Polytechnique – L´X, Tallinn University of Technology, École polytechnique fédérale de Lausanne a Technion Israel Institute of Technology. Více na www.cvut.cz.