Мало хто задоволений автономністю сучасних гаджетів. Існує думка, що виробники можуть, але не квапляться випускати потужні та компактні батареї. Їм начебто вигідніше рік за роком підвищувати ємність на лічені відсотки. Але реальність може виявитися значно простішою – необхідних технологій просто не існує.
У стрічках новин майже щодня майорять 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 та ємнісного акумулятора нещодавно відзвітувала директор дослідницького підрозділу з енергетики ARPA-E Еллен Вільямс. Доповідь на 75 сторінок пояснює, що компактний та 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 продажі дала б поштовх енергетиці, особливо відновлювальній, автомобільній галузі тощо.
Але подібні батареї все ще залишаються десь за горизонтом. Один з найбільших споживачів акумуляторів – Tesla – хоча й обіцяє революцію, але зараз займається покращенням добре відомої літій-іонної технології.
Експерти переконані, що для енергетичного ривка потрібна нова хімія та фізична форма. Для її пошуку проводяться, наприклад, спеціалізовані конференції – остання, яка відбулася в травні, називалася «Після літій-іону» та була вже дев’ятою за рахунком.
Прорив обіцяють наступного року
Нещодавно у ЗМІ з’явилися публікації про новий тип акумуляторів від компанії SolidEnergy Systems. Вони називаються літій-металеві та 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 лише наступного року з’являться перші комерційні зразки. «Батареям складно перейти від ідеї до продукту, – пояснює довгий розвиток Ху. – Коли в них покращується один аспект, доводиться шукати компромісу в інших».
Скільки коштує створити новий акумулятор
Літій-металеві батареї обіцяють удвічі більшу ємність на одиницю об’єму порівняно з літій-іонними. Цього все одно замало для спраглих до енергії пристроїв та систем. Тому дослідники шукають нові технології та способи виробництва, але їх гальмує брак інвестицій.
За даними аналітиків Lux Research, стартап, який займається накопичувачами енергії, потребує інвестицій у 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 та виконати всі дослідження для випуску продукту коштує $500 млн», – говорить професор матеріалознавства Університету Берклі Герд Цедер. Він також очолює дослідницьку групу з пошуку нової хімії для батарей. За його словами, важко зібрати ці $500 млн, якщо інвестори вкладають лише $5 на рік.
Ринок уже знає приклади, коли перспективні розробки акумуляторів зупинялися по дорозі до масового виробництва. Саме так сталося з рішенням компаній Leyden Energy та A123 Systems, які споживали все більше фінансів від інвесторів, але не змогли випустити обіцяне. А компанії Seeo та Sakti3 купили на ранніх стадіях своїх розробок.
За матеріалами: MIT Review
