Почему у нас до сих пор нет идеальных аккумуляторов

Многие стартапы пытались создать какие-либо нестандартные источники питания, но так и не доводили испытания до производственного цикла.

Альтернативная энергия

В прошлом месяце Эллен Уильямс – директор агентства передовых исследований в области альтернативной энергетики (ARPA-E) по программе Министерства энергетики США, сделала заявление, что удалось добиться неиссякаемого источника энергии, подобно источаемому священным граалем. Объявление было сделано для газеты «Гардиан»

Но, несмотря на многообещающие результаты, более 75 исследовательских проектов по хранению энергии, которые инициировала ARPA-E, малозатратный компактный «грааль», аккумулирующий энергию, все еще кажется нереальным изобретением.

Стоит отметить, что многие стартапы приближались к производству экономичных, безопасных, компактных устройств с достаточным запасом энергии, стоимость которых была бы менее 100 долларов за киловатт-час. Аккумулирование энергии по этой цене имело бы гальванический эффект, преодолевая проблемы электропитания 24/7 (круглые сутки/семь дней в неделю). Энергия поступала бы, тогда когда дует ветер и светит солнце, что помогло бы снизить вес и стоимость электромобилей.

Но пока эти батареи не вышли на коммерческий уровень. В любом случае необходимо поспособствовать скорейшему переходу от органического топлива к возобновляемым источникам энергии. Даже генеральный директор Tesla – Элон Маск, всегда приветствующий развитие инновационных технологий, был вынужден признать, что сегодня изготовители электромобилей заняты совершенствованием его литий-ионных аккумуляторов, но какого-то особого скачка вперед они так и не совершили.

За пределами литий-ионного мира

Действительно, многие исследователи предполагают кардинальное изменение химического состава и физической формы у новых накопителей энергии, отличное от литий-ионных батарей, которые за последнее десятилетие оставили в стороне конкурирующие технологии в области бытовой электроники, электрических транспортных средств, а также сеточных систем хранения энергии. В мае DOE провели симпозиум под названием “За пределами литий-ионного мира”. Так или иначе, это было уже девятое ежегодное событие, подчеркивающее необходимость такого шага для мира технологий.

Цичао Ху, основатель SolidEnergy Systems, разработал литий-металлический аккумулятор (где вместо традиционного для литий-ионных батарей графитового анода используется металлический), который выделяется значительно более высокой энергетической плотностью среди современных аналогов. Десятилетний процесс разработки выявил одно из главных препятствий на пути к улучшению батарей:

Если говорить о превращении идеи в конечный продукт — это тяжело сделать с батареями, ибо когда вы улучшаете один из аспектов — вы жертвуете другими.

— заявил Цичао Ху

Не стоит упускать из виду и такую проблему в исследованиях накопления энергии как вопрос множественности: технологий сегодня достаточно, это и пенные аккумуляторы, и проточные редокс аккумуляторы, и высокотехнологичные химические аккумуляторы, но, не смотря на солидные финансовые вложения и глубокие исследования, явного лидера среди них пока что нет.

Инвестирование в новые исследования

Опираясь на недавно полученные аналитические данные можно сказать, что около четырех миллиардов долларов было потрачено на инвестиции в проекты по аккумулированию энергии, стартапы разрабатывающие аккумуляторы «следующего поколения», то есть уже не литий-ионного. В среднем за последние восемь лет на подобное финансирование было направлено 40 миллионов долларов.

Инвестиции Tesla в завод «Gigafactory», который будет выпускать литий-ионные батареи, составляют около 5 миллиардов долларов. Такой большой инвестиционный разрыв преодолеть проблематично.

Вам придется потратить 500 миллионов долларов, чтобы создать небольшую производственную линию и производить все микроисследования, необходимые для выпуска такого продукта

говорит Герд Седер, профессор материаловедения университета Беркли, Калифорния, который возглавляет группу, исследующую новую химию элементов питания. По его словам, автопроизводители могут потратить многие годы на тестирование новых батарей, прежде, чем выкупят технологии. Трудно инвестировать в производство 500 миллионов долларов, когда финансирование вашей компании составляет 5 миллионов в год.

Поиск источника энергии

Даже в том случае, если производители элементов питания смогут привнести новые технологии на рынок, они столкнутся с опасным периодом, когда нужно будет наращивать производство и заниматься поиском клиентов.

Такая участь постигла Leyden Energy и A123 Systems — они провалились после разработки перспективных систем из-за дефицита наличных средств и из-за того, что спрос не оправдал ожиданий. Два других стартапа, Seeo и Sakti3 были куплены прежде, чем запустили массовое производство и получили существенный доход, притом, по ценам ниже, чем, вероятно, предполагали их инвесторы на ранних этапах.

Большая Тройка производителей батарей, Samsung, LG и Panasonic, куда меньше заинтересованы в химических инновациях и существенных отклонениях в производстве элементов питания, ведь они постепенно улучшают свои уже имеющиеся продукты. А стартапы с инновационными батареями сталкиваются с одной самой главной проблемой, о которой не любят упоминать: литий-ионные батареи, впервые созданные в конце 1970-х годов, продолжают медленно, но верно развиваться.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *