Pozrite si
Elektrické lietadlo s kolmým štartom a pristávaním (eVTOL) spoločnosti Lilium vyzerá pôsobivo, akoby sa koncept známy zo sci-fi stával realitou. Ale stroj vybavený množstvom malých vrtúľ bude mať extrémne nároky na výkon vo fázach vzletu a pristátia.
Naopak, pri horizontálnom lete budú malé rotory oproti veľkým vrtuliam výhodou, lebo znížia odpor vzduchu.
Obsah pokračuje pod reklamou
Stúpanie pri štarte a klesanie počas pristávania si však vyžiada možno až dvojnásobok výkonu oproti VTOL s veľkými vrtuľami. Preto Lilium plánuje svoj eVTOL nasadzovať skôr na dlhšie trasy, kde bude väčší podiel horizontálnej fázy letu. Napriek tomu budú nároky na batérie extrémne.
Pre lety na dlhšie vzdialenosti sú potrebné batérie s vysokou energetickou hustotou na kilogram. Ale tieto batérie budú musieť zvládnuť aj dodávanie vysokého výkonu vo vertikálnych fázach letu, čiže schopnosť rýchleho vybíjania. A to všetko musia zvládať, aj pri nízkom stave nabitia (20-30%), keď bude stroj letieť na rezervu. Bezpečné vertikálne pristátie, ktoré vyžaduje vysoký výkon z batérie, môže trvať až 45 sekúnd.
Bežné batérie používané v elektromobiloch takéto náročné parametre nespĺňajú. Lilium však investovalo značný kapitál do spoločnosti Ionblox, predtým známej ako Zenlabs, ktorá vyvinula špeciálnu batériu s kremíkovou anódou pre lietadlá eVTOL.
Väčšina súčasných Li-ion batérií používa v anódach grafit. Oproti grafitovým sú kremíkové anódy schopné vysokej rýchlosti nabíjania/vybíjania a dosahujú nárast špecifickej energie až o 25%. Majú však „malý“ problém s krátkou životnosťou, pretože kremík pri nabíjaní napučiava až o 400%. Pri opakovaných nabíjacích cykloch sa následky týchto zmien kumulujú, čo spôsobuje praskanie a poškodenie anódy.
Ionblox je však držiteľom viacerých patentov, ktoré majú tieto nedostatky eliminovať. Malé guľôčky kremíka sú uložené v matrici z oxidu kremičitého s uhlíkovým kompozitom, takže sa môžu nafúknuť a spľasnúť bez toho, aby robili problémy. Ionblox tvrdí, že pri pomalom nabíjaní dosiahnu jeho batérie energetickú hustotu 340 Wh/kg, čo je o 15 – 25 % viac, než dosahujú batérie v elektromobiloch Tesla Model 3. Tie majú v súčasnosti gravimetrickú hustotu energie 272-296 Wh/kg.
Slušné sú aj výkonové parametre batérií Ionblox. Výrobca uvádza, že články dokážu dodať výkon 3,8 kW/kg pri 50 % stave nabitia, počas 30-sekundového impulzu a pri teplote 12 °C. Keď klesne nabitie batérie na 30% kapacity, stále je schopná dodať výkonový impulz 3 kW/kg po dobu 30 sekúnd, takže nároky eVTOL počas štartu a pristátia by mali byť pokryté.
Ani životnosť nových batérií nevyzerá zle, aj keď oproti špičkovým Li-ion batériám s pevným elektrolytom ťahajú za kratší koniec. Ionblox testoval životnosť svojich článkov pre použitie v elektromobiloch a tvrdí, že po 1000 nabíjacích cykloch s veľmi rýchlym nabíjaním (úplné nabitie za 15 minút) mali stále viac ako 80% pôvodnej kapacity. To by elektromobilu umožnilo najazdiť minimálne 500 000 km.
Letecké články ešte takéto testy neabsolvovali, ale Ionblox tvrdí, že vydržali viac ako 700 cyklov nabíjania a vybíjania v trvaní 60 minút.
Realita bude vo finále pravdepodobne lepšia, pretože Lilium odhaduje ukončenie certifikačného procesu svojho eVTOL na rok 2025. Keď sa lietadlo dostane do výroby, budú už pravdepodobne k dispozícii batérie Ionblox novej generácie.