Они не горят

Они не горят

Сегодняшние литий-ионные батареи далеки от совершенства, что известно любому, кто следил за недавними проблемами Samsung. Жидкости, находящиеся в них, могут возгораться в случае какого-либо замыкания.


Майк Циммерман любит удивлять трюком – берет батарею из твердого полимера и вбивает в нее гвоздь. Ничего не происходит – именно это хорошо.

Речь о новой разновидности батарей, используемых в различных гаджетах, начиная от привычных всем телефонов. Сегодняшние литий-ионные батареи далеки от совершенства, что известно любому, кто следил за недавними проблемами Samsung. Жидкости, находящиеся в них, могут возгораться в случае какого-либо замыкания. И определенно не рекомендуется подвергать их испытаниям, к примеру вбивать в них гвозди.

Стартап Ionic Materials Майка Циммермана – одна из попыток укротить «пылкую натуру» батарей. «Мечтаю создать священный грааль твердых батарей», – говорит он. После четырех лет кропотливой работы Циммерман верит, что почти достиг цели.

Ionic Materials, впрочем, не единственная компания, которая пытается сделать что-то подобное. Интерес к твердым батареям ярко обозначился в сентябре прошлого года, когда агентство при Министерстве энергетики США, созданное для поддержки исследований энергетических технологий следующего поколения, объявило о 16 грантах, направленных на ускорение разработки технологий твердых батарей. В том числе Ionic Materials получила 3 млн долл.

Исторически батареи были заметным исключением в стремительном прогрессе компьютеризированного производства и хранения. На самом деле за последние 150 лет лишь немногое из химии перезаряжаемых батарей было принято для массового применения. «Эта задача – серьезное испытание, – говорит Илан Гур, директор Cyclotron Road, проекта поддержки инноваторов в области энергетики Национальной лаборатории Lawrence Berkeley, Калифорния. – Совершенствовать химию батареей очень сложно». Еще в 1883 году изобретатель Томас Эдисон говорил что-то подобное.

Последний прорыв случился 18 лет назад, и это были литий-ионные батареи
Создатели современной электроники не более оптимистичны. «Единственный прорыв в технологиях производства батарей случился на моей памяти более 18 лет назад, и это были литий­ионные батареи»,– говорит Тони Фаделл, инженер-электромеханик, возглавлявший разработку iPod и iPhone в Apple до создания им компании Nest, производителя домашних термостатов.

Литий-ионные батареи, выпущенные на рынок компанией Sony в 1990 году, обладали преимуществами по сравнению с существовавшими тогда никель-кадмиевыми батареями: были более компактными, лучше перезаряжались. Но у них были проблемы, которые нередко приводили к необходимости массового отзыва товаров с рынка. В 2006 году это коснулось 4,2 млн ноутбуков – в то время это был самый крупный отзыв потребительской электроники. Спустя 10 лет отзыв передового смартфона Samsung Galaxy Note 7 опять вернул в сводки новостей воспламеняющиеся батареи. Специалисты полагают, что причиной поломки стало стремление компании создать сверхтонкий блок питания. Сделать это, работая с существующей технологией, сложно – использование жидких электролитов является изначальным изъяном литий-ионных батарей.

Давно уже идут поиски альтернативного материала. Оптимизм вызывали новые твердые полимеры, которые могли бы заменить жидкие электролиты, но они не дошли до коммерциализации, за исключением литий-полимерных батарей, используемых французским производителем электроавтомобилей Bolloré. Но данная технология не работает при комнатной температуре – нужен разогрев. Устранение этого недостатка лишь одно из потенциальных преимуществ, достигнутых Ionic Materials. Новый полимер, полученный компанией, обладает способностью переносить ионы между катодом и электродом батареи даже лучше, чем это удается жидким электролитам.

Достигнутый прогресс заставил поверить в то, что батареи в конце концов могут переродиться в нечто принципиально новое. «Мы живем в золотой век развития химии, которого не наблюдалось, может быть, 30–40 лет с последнего энергетического кризиса, – говорит Пол Альбертсон, руководитель проектов агентства передовых исследований в области энергетики Министерства энергетики США. – Сейчас самое захватывающее время».

Антон Собченко




почитать еще
Заставь его попотеть

Заставь его попотеть

Рынок нательных медицинских устройств сейчас на подъеме. По мнению аналитиков компании Research and Markets, он растет примерно на 20% в год, и к 2020-му его объем составит не менее 14 млрд долл.

читать полностью
Гидрокостюм  с начесом

Гидрокостюм с начесом

Выдры, безусловно, очень симпатичные животные. Но эти водоплавающие млекопитающие могут привлечь к себе внимание не только из-за своего милого внешнего вида, но и по другой причине.

читать полностью
Воздушный трубопровод

Воздушный трубопровод

Американская компания Blueshift International Materials, Университет Стратклайда (Шотландия) и Нефтегазовый инновационный центр (The Oil & Gas Innovation Center, OGIC) разработали новый аэрогель (гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной) для применения при строительстве нефте- и газопроводов.

читать полностью