Чому досі немає кращої альтернативи літій-іонним батареям
Мало хто задоволений автономністю сучасних гаджетів. Існує думка, що виробники можуть, але не квапляться випускати потужні і компактні батареї. Їм вигідніше рік за роком підвищувати ємність на лічені відсотки. Але реальність може виявитися значно простіше – необхідних технологій просто не існує.
У стрічках новин майже щодня з’являються повідомлення про винахід чергового революційного акумулятора. Але стартапи, які ними займаються, спотикаються ще до того, як розробка дійде до масового виробництва.
Про відсутність технологій для компактного і ємнісного акумулятора нещодавно звітувала директор дослідницького підрозділу з енергетики ARPA-E Еллен Вільямс. Доповідь на 75 сторінок пояснює, що компактний і дешевий акумулятор залишається мрією. Хоча деякі стартапи впритул наблизилися до створення потужних батарей, які економічно вигідні – на рівні $100 за кіловат-годину. Поява таких акумуляторів у продажу дало б поштовх енергетиці, особливо відновлюваної, автомобільної галузі.
Читайте також: Літій-іонні акумулятори (LIB) – серце електромобілів. Битва за ринок наростає
Але подібні батареї все ще залишаються десь за горизонтом. Один з найбільших споживачів акумуляторів – Tesla – хоча й обіцяє революцію, але зараз займається поліпшенням добре відомої літій-іонної технології.
Експерти переконані, що для енергетичного ривка потрібна нова хімія і фізична форма. Для її пошуку проводяться, наприклад, спеціалізовані конференції – остання, яка відбулася в травні, називалася «Після літій-іона» і була вже дев’ятий за рахунком.
Прорив обіцяють в наступному році
Нещодавно у ЗМІ з’явилися публікації про новий тип акумуляторів від компанії SolidEnergy Systems. Вони називаються літій-металеві і використовують металевий анод. У традиційних літій-іонних анод виконаний з графіту. Засновник SolidEnergy Systems Кічао Ху обіцяє, що літій-металеві батареї мають значно більшу ємність. Робота над цим типом акумуляторів триває вже майже десятиліття, і тільки в наступному році з’являться перші комерційні зразки. «Батареям складно перейти від ідеї до продукту, – пояснює довгий розвиток Ху. – Коли у них поліпшується один аспект, доводиться шукати компроміс в інших».
Скільки коштує створити новий акумулятор
Літій-металеві батареї обіцяють вдвічі більшу ємність на одиницю об’єму в порівнянні з літій-іонними. Цього все одно замало для спраглих енергії пристроїв і систем. Тому дослідники шукають нові технології та способи виробництва, але їх гальмує відсутність інвестицій.Solidenergy
За даними аналітиків Lux Research, стартап, який займається накопичувачами енергії, вимагає інвестицій в розмірі $1 млрд на термін у шість років. Інвестори ж сьогодні пропонують від $100 млн до $300 млн за системи на основі літію. Батареї наступного покоління можуть отримати близько $40 млн за вісім років.
«Запустити невелику фабрику і виконати всі дослідження для випуску продукту коштує $500 млн», – говорить професор матеріалознавства Університету Берклі Герд Цедер. Він також очолює дослідницьку групу пошуку нової хімії для батарей. За його словами, важко зібрати ці $500 млн, якщо інвестори вкладають лише $5 на рік.
Ринок вже знає приклади, коли перспективні розробки акумуляторів зупинялися по дорозі до масового виробництва. Саме так сталося з рішенням компаній Leyden Energy і A123 Systems, які споживали все більше фінансів від інвесторів, але не змогли випустити обіцяне. А компанії Seeo і Sakti3 купили на ранніх стадіях своїх розробок.