211service.com
Kāpēc mums joprojām nav labāku akumulatoru
Šī gada sākumā Elena Viljamsa, režisore ARPA-E , ASV Enerģētikas departamenta uzlabotā alternatīvās enerģijas pētniecības programma, nokļuva ziņu virsrakstos, kad viņa pastāstīja Aizbildnis laikraksts ka 'Mēs esam sasnieguši dažus svētos grālus baterijās.
Neskatoties uz ļoti daudzsološiem rezultātiem no 75 nepāra enerģijas uzglabāšanas pētniecības projektiem, ko finansē ARPA-E, tomēr kompaktas, zemu izmaksu enerģijas uzglabāšanas grāls joprojām ir nenotverams.
Vairāki jaunuzņēmumi ir tuvāk tam, lai ražotu ierīces, kas ir ekonomiskas, drošas, kompaktas un pietiekami energoietilpīgas, lai uzglabātu enerģiju par cenu, kas ir mazāka par 100 USD par kilovatstundu. Enerģijas uzglabāšanai par šādu cenu būtu galvanisks efekts, pārvarot problēmu, kas saistīta ar 24/7 tīklu darbināšanu ar atjaunojamo enerģiju, kas ir pieejama tikai tad, kad pūš vējš vai spīd saule, un padarītu elektriskos transportlīdzekļus vieglākus un lētākus.
Federiko Džordana ilustrācija
Taču šīs baterijas netiek komercializētas nekur tuvu tādā tempā, kāds nepieciešams, lai paātrinātu pāreju no fosilā kurināmā uz atjaunojamiem energoresursiem. Pat Tesla izpilddirektors Īlons Masks, kurš gandrīz nenovērtē jauno tehnoloģiju solījumu, ir bijis spiests atzīt, ka šobrīd elektrisko automašīnu ražotājs ir iesaistījies pakāpeniski, lai uzlabotu savus esošos litija jonu akumulatorus, un tas nav liels. lēciens uz priekšu.
Faktiski daudzi pētnieki uzskata, ka enerģijas uzglabāšanai būs jāiegūst pilnīgi jauna ķīmija un jauns fiziskais veidols, kas pārsniedz litija jonu akumulatorus, kas pēdējo desmit gadu laikā ir atstājuši malā konkurējošās tehnoloģijas plaša patēriņa elektronikas, elektrisko transportlīdzekļu un tīkla mēroga uzglabāšanas sistēmās. . Maijā DOE rīkoja simpoziju ar nosaukumu Ārpus litija jonu. Fakts, ka šis bija jau devītais ikgadējais pasākums, uzsvēra tehnoloģiskās problēmas, kas saistītas ar šo soli.
Qichao Hu, SolidEnergy Systems dibinātājs, ir izstrādājis litija-metāla akumulatoru (kuram ir metāla anods, nevis grafīta materiāls, ko izmanto anodam tradicionālajos litija jonu akumulatoros), kas piedāvā ievērojami uzlabotu enerģijas blīvumu salīdzinājumā ar mūsdienu ierīcēm (sk. Labākas litija baterijas testa lidojumam). Desmit gadus ilgais jaunās sistēmas izstrādes process iezīmēja vienu no galvenajiem šķēršļiem akumulatoru attīstībā: Hu saka, ka pārejā no idejas uz produktu tas ir grūti akumulatoriem, jo, uzlabojot vienu aspektu, jūs apdraudat citus aspektus. .
Papildus tam ir arī fakts, ka enerģijas uzglabāšanas pētījumiem ir daudzveidīga problēma: ir tik daudz tehnoloģiju, sākot no putu akumulatoriem līdz plūsmas akumulatoriem un beidzot ar eksotiskām ķīmijām, ka neviens nepārprotams uzvarētājs nepiesaista lielāko daļu finansējuma un pētniecības aktivitātes.
Saskaņā ar nesen veiktā analīze par vairāk nekā 4 miljardu dolāru investīcijām enerģijas uzglabāšanā Lux Research, jaunuzņēmumi, kas izstrādā nākamās paaudzes akumulatorus, t.i., ne tikai litija jonu, bet vidēji astoņu gadu laikā finansēja tikai 40 miljonus USD. Tesla investīcijas savā Gigafactory, kas ražos litija jonu akumulatorus, sasniegs aptuveni 5 miljardus USD. Šo milzīgo investīciju plaisu ir grūti pārvarēt.
Nelielas ražošanas līnijas izveide un visu nepieciešamo pētījumu veikšana, lai izveidotu produktu, jums izmaksās 500 miljonus ASV dolāru, saka Gerds Seders, Kalifornijas Universitātes Bērklijas materiālu zinātnes profesors, vadītājs. pētniecības grupa jaunu akumulatoru ķīmijas izpēte. Viņš norāda, ka autoražotāji var pārbaudīt jaunas akumulatoru sistēmas gadiem ilgi, pirms pieņem lēmumu par pirkumu. Ir grūti ieguldīt 500 miljonus ASV dolāru ražošanā, ja jūsu uzņēmumam ir 5 miljoni ASV dolāru gadā.
Pat ja jaunajiem akumulatoru ražotājiem izdodas laist tirgū jaunas tehnoloģijas, viņi saskaras ar bīstamu ražošanas palielināšanas un pircēju atrašanas periodu. Gan Leyden Energy, gan A123 Systems cieta neveiksmi pēc daudzsološu jaunu sistēmu izstrādes, jo to naudas vajadzības pieauga un pieprasījums neattaisnoja cerības. Divi citi jaunizveidotie uzņēmumi, Seeo un Sakti3, tika iegādāti, pirms tie sasniedza masveida ražošanu un ievērojamus ieņēmumus, par cenām, kas ir zemākas par to, ko, iespējams, gaidīja viņu agrīnās stadijas investori.
Tikmēr trīs lielās akumulatoru ražotājus Samsung, LG un Panasonic mazāk interesē jaunas ķīmijas un radikālas novirzes akumulatoru tehnoloģijā, nevis pakāpeniski uzlabot esošos produktus. Un inovatīvi akumulatoru jaundibinātāji saskaras ar vienu lielu problēmu, ko viņiem nepatīk pieminēt: litija jonu akumulatori, kas pirmo reizi tika izstrādāti 1970. gadu beigās, turpina uzlaboties.