Tento proces lze rozdělit do čtyř oblastí:

1. Elektrifikace směrem k uhlíkové neutralitě
2. Rozvoj služeb mobility pro vytváření nových hodnot
3. Rozšíření využití umělé inteligence mimo automobily a do výroby
4. Inovace výrobních technologií pro vozidla budoucnosti

Výzkumné centrum slouží společnosti Nissan jako kompas. Je místem setkávání výzkumných pracovníků, které spojuje stejná vnitřní snaha změnit svět prostřednictvím technologií s novou hodnotou.

Provedli jsme sérii rozhovorů s mladými výzkumnými pracovníky v některých z nejvýznamnějších oborů.

Život v mikroskopickém světě: Vytváření ideálního kovového prášku pro 3D tisk: Moe Mekata (3 roky ve společnosti Nissan)

Moe Mekata je výzkumnice v oblasti materiálů pro 3D tisk. Zeptali jsme se jí na její vášeň pro výzkum a nadšení, které jí přináší rozvoj možností 3D tisku společnosti Nissan.

Moe se již od dob studia na univerzitě zajímá o výrobní technologie. Pro společnost Nissan se rozhodla raději než pro jiné výrobce z různých odvětví, protože výroba automobilů zahrnuje řadu výrobních procesů.

Moe nám s jiskrou v oku říká, že "výroba kovových dílů na 3D tiskárnách mění svět výroby automobilů. 3D tiskárny totiž mohou vyrábět díly jakéhokoli tvaru bez formy. To nám umožňuje snížit hmotnost využitím 3D konstrukčního modelu a integrace součástí. Kromě toho nám 3D tiskárny umožňují měnit pevnost dílu nebo jeho materiálů (například hliníku nebo železa) v závislosti na samotném dílu nebo jeho požadovaném výkonu. To je sen! Brzy budeme schopni vytvářet specifické díly podle požadavků konstruktérů."

Materiálem používaným při tomto druhu 3D tisku je kovový prášek. Zrna, která prášek tvoří, se vrství, spojují vrstvu po vrstvě a vytvářejí jeden kus. Na rozdíl od konvenční výroby dílů - která vyžaduje odlévání, řezání a svařování - tato metoda snižuje množství odpadu. Výzkum Moe se zaměřuje na vývoj kovových prášků používaných při tomto procesu. Jedním z úkolů vedoucích ke komercializaci je zlepšit kvalitu prášku při zachování nízkých nákladů.

3D tiskárny si získaly pozornost nejen díky své efektivitě a zlepšení celkové kvality výroby. Ale také proto, že hrají důležitou roli při podpoře snahy společnosti Nissan o dosažení uhlíkové neutrality. Díky dílům vytištěným na 3D tiskárně mohou být elektromobily (EV) lehčí, a tím se zvyšuje dojezd. To je důležité zejména proto, že elektromobily bývají těžší kvůli bateriím, které nesou. Díky sjednocení procesu tvorby dílů, který dříve spočíval ve vícestupňové metodě, optimalizují 3D tiskárny tvar dílu v jediném kroku, čímž se snižuje množství odpadního materiálu.

"O výsledném výkonu 3D tištěných dílů rozhoduje celková kvalita prášku. Proto se snažíme vyvíjet nové, vysoce kvalitní prášky, které zatím nikdo jiný v praxi nepoužil."

Baterie v pevné fázi: Hiroki Kawakami (7 let ve společnosti Nissan) - Kazuhiro Yoshino (4 roky ve společnosti Nissan)

Polovodičové baterie představují novou generaci baterií. Hiroki Kawakami a Kazuhiro Yoshino pracují na dosažení průlomu v praktickém využití této nové technologie baterií. Hiroki spolupracuje s výzkumníky a studenty z celého světa na Purdue University v USA, zatímco Kazuhiro pracuje s výzkumníky ve výzkumném centru společnosti Nissan v Japonsku.

Lithium-iontové baterie používané v mnoha elektromobilech mají tekutý elektrolyt, který vede lithium-iont. Naproti tomu elektrolyt v lithium-iontových bateriích v pevné fázi je z definice pevný. Proč ale tento nový typ baterie přitahuje pozornost? Zeptali jsme se našich dvou mladých výzkumníků.

"Největší výhodou polovodičových baterií (all-solid-state) je výrazné zvýšení hustoty energie. Díky použití elektrodových materiálů, které uchovávají více lithium-iontů a elektronů, lze v menším objemu uložit více energie." Kazuhiro nadšeně dodává: "Pokud bude tato baterie použita v elektromobilech, můžeme očekávat dramatické zvýšení dojezdu. Díky pevnému elektrolytu by se také mohlo zrychlit nabíjení. Z těchto důvodů budou baterie s plně pevným elektrolytem klíčové pro urychlení širokého rozšíření elektromobilů."

V rámci zahraničního programu společnosti Nissan pro mladé výzkumné pracovníky provádí Hiroki každodenní simulace, aby zjistil, co se děje uvnitř baterie a jaká je její výkonnost. Tyto informace posílá do výzkumného centra společnosti Nissan, kde je Kazuhiro využívá k výrobě prototypu a testování skutečné, fyzické baterie. Společně se svými kolegy provádí experimenty, aby zjistil, zda je cílový výkon dosažitelný.

Jaký průlom je tedy nutný pro praktické využití baterií s pevným elektrolytem?

"Jedním z nejobtížnějších aspektů při vývoji baterií v pevné fázi je kontakt mezi částicemi aktivního materiálu, které ukládají lithium-iont v elektrodách, a částicemi elektrolytu, jimiž lithium-iont prochází," říká Hiroki.

"Pro lepší kontakt potřebujeme zařízení, které vyvíjí vysoký tlak zvenčí. Klíčem k úspěchu je zajistit dostatečný kontakt mezi aktivním materiálem elektrod a elektrolytem, a to i při nízkém tlaku. Každý den usilovně pracujeme na tom, abychom našli řešení tohoto problému procesem pokusů a omylů."

Hiroki vysvětluje se stejnou jiskrou v oku, jakou jsme viděli u Moe: "O tom, co se děje uvnitř baterie, stále ještě mnoho věcí nevíme. Abychom ji zcela pochopili, musíme ještě vyřešit řadu otázek. O těchto složitých otázkách denně diskutujeme s místními výzkumníky a studenty, z nichž každý má jiný způsob myšlení, a pak si vyměňujeme názory. Je skvělé, když se při řešení problému všichni shodnou."

Kazuhiro, který se výzkumem plně polovodičových baterií zabývá již od dob studií na univerzitě, si myslí, že jednou z nejlepších věcí na Nissanu je, že naslouchá mladým lidem a nechává je, aby se s problémem vypořádali sami. "Já a moji mladí kolegové z výzkumu si každý den klademe výzvy. Slovy nelze vyjádřit pocit, který zažíváme, když dosáhneme výkonu, o který usilujeme."

V povzbudivé atmosféře výzkumného centra Nissan se Moe, Hiroki a Kazuhiro budou i nadále snažit dosáhnout svých cílů a dodávat budoucí technologie pro naše zákazníky.