Представьте себе электромобиль, весь корпус которого является одним большим аккумулятором. Такую технологию предлагает реализовать один исландский стартап.
В 2019 году нанотехнологическая компания Nanom построила необычную лодку. В отличие обычных суден, Magnea была построена с корпусом из “конструкционного аккумуляторного углеродного волокна”. Проще говоря, разработчики создали аккумулятор емкостью 500-кВт⋅ч, который одновременно служил лодке корпусом. Для сравнения, емкость батареи лучшей версии Tesla Model S составляет 100-кВт⋅ч.
Теперь представители Nanom утверждают, что нанотехнологии, которые сделали возможным постройку такого судна, можно применить и для электромобилей. Это также позволит значительно снизить их стоимость.
“Самым дорогим компонентом электромобиля является батарея, которая в настоящее время стоит около $200 за 1 кВт⋅ч. Если вы можете уменьшить ее стоимость, вы можете сделать электромобили более дешевыми”, - говорит Сэм Абуэльсамид, главный аналитик Guidehouse Insights.
Нанотехнология возрастом 120 лет
Представители Nanom утверждают, что, создавая наночастицы некоторых химических компонентов, используемых в батареях, можно не только сделать аккумуляторы более эффективными, но также увеличить скорость их зарядки и уменьшить эффект долгосрочной деградации. Плотность энергии, срок службы и скорость подзарядки таких батарей можно повысить в девять раз по сравнению с аккумуляторами, которые используются сегодня.
Особенно впечатляют заявленные сроки службы. Современные батареи электромобилей со временем теряют часть своей емкости. Nanom утверждает, что может настроить размер наночастиц химических элементов таким образом, что батарея будет сохранять исходную емкость в течение 50 000 циклов.
Если бы вы ежедневно разряжали и заряжали аккумулятор электромобиля в течение 50 тыс. циклов, вам потребовалось бы примерно 137 лет, прежде чем батарея начала бы терять свою емкость.
Удивительно, что химия предложенного процесса вовсе не нова. Конструкция батареи Nanom использует ту же технологию, что и никель-железная батарея, запатентованная Томасом Эдисоном еще в 1901 году. Эти батареи были и известны своей способностью работать годами, даже десятилетиями. Nanom лишь удалила из конструкции Эдисона тяжелые железные и никелевые пластины и заменила их наночастицами железа и никеля.
Наночастицы увеличивают размер и общую площадь поверхности электродов батареи. Электрический ток генерируется, когда ионы лития перемещаются от отрицательного электрода (анода) к положительному электроду (катоду). Поскольку разработчики увеличили суммарную площадь электродов, в результате получается батарея с более высокой плотностью энергии.
Лодка Nanom с корпусом-аккумулятором
Модернизация производства
Nanom утверждает, что для перехода на новые батареи не нужно глубоко реформировать существующие технологии. Наночастицы можно внедрить в текущий процесс. Химическую смесь наночастиц, которую создает Nanom, можно встраивать в уже существующие аккумуляторы, повышая их эффективность и долговечность.
В будущем компания планирует перейти на производство наноуглеродных структурных батарей. Для этого компания создает каркасы из углеродного волокна, куда интегрируются катод и анод. Каркас может иметь любую форму. А значит, вы можете создавать машины, вся оболочка которых состоит из сплошного прочного аккумулятора.
Планы компании звучат настолько амбициозно, что даже вызывают скепсис. Но следует признать, что даже если Nanom удастся улучшить аккумуляторы хотя бы на 50%, это уже станет колоссальным преимуществом для всего рынка электротранспорта.
Генеральный директор Nanom Арманн Койич говорит, что компания уже ведет переговоры с производителями автокомпонентов и с одним крупным автопроизводителем. Если все пойдет по плану, то в скором будущем мир может получить более дешевые и долговечные батареи.
