Шчыльнасць энергіі літыевых батарэй у будучыні можа дасягнуць 1,5-2 разоў большай за цяперашнюю, што азначае, што батарэі стануць меншымі.
[Зніжэнне кошту літый-іённых акумулятараў складае максімум ад 10% да 30%. Цяжка знізіць цану ўдвая.]
Ад смартфонаў да электрамабіляў, тэхналогія акумулятараў паступова пранікае ва ўсе аспекты жыцця. Дык у якім кірунку будзе развівацца будучыня акумулятараў і якія змены яны прынясуць грамадству? З гэтымі пытаннямі рэпарцёр First Financial у мінулым месяцы ўзяў інтэрв'ю ў Акіры Ёсіна, японскага навукоўца, які ў гэтым годзе атрымаў Нобелеўскую прэмію па хіміі за літый-іённыя акумулятары.
На думку Ёсіна, літый-іённыя акумулятары будуць дамінаваць у індустрыі акумулятараў у бліжэйшыя 10 гадоў. Развіццё новых тэхналогій, такіх як штучны інтэлект і Інтэрнэт рэчаў, прынясе «неймаверныя» змены ў перспектывы прымянення літый-іённых акумулятараў.
Неўяўляльныя змены
Калі Ёсіна даведаўся пра тэрмін «партатыўны», ён зразумеў, што грамадству патрэбны новы акумулятар. У 1983 годзе ў Японіі з'явіўся першы ў свеце літыевы акумулятар. Ёсіна Акіра стварыў першы ў свеце прататып акумулятарнай літый-іённай батарэі і зробіць выдатны ўнёсак у распрацоўку літый-іённых батарэй, якія будуць шырока выкарыстоўвацца ў смартфонах і электрамабілях у будучыні.
У мінулым месяцы Акіра Ёсіна ў эксклюзіўным інтэрв'ю часопісу «Financial Journalist» заявіў, што пасля таго, як даведаўся пра атрыманне Нобелеўскай прэміі, у яго «няма сапраўдных пачуццяў». «Пазнейшыя поўныя інтэрв'ю зрабілі мяне вельмі занятым, і я не мог быць занадта шчаслівым», — сказаў Акіра Ёсіна. «Але па меры таго, як дзень атрымання ўзнагарод у снежні набліжаецца, рэальнасць узнагарод становіцца ўсё мацнейшай».
За апошнія 30 гадоў 27 японскіх або японскіх навукоўцаў атрымалі Нобелеўскую прэмію па хіміі, але толькі двое з іх, у тым ліку Акіра Ёсіна, атрымалі ўзнагароды як карпаратыўныя даследчыкі. «У Японіі даследчыкі з навукова-даследчых інстытутаў і універсітэтаў звычайна атрымліваюць узнагароды, і мала карпаратыўных даследчыкаў з галіны атрымлівалі ўзнагароды», — сказаў Акіра Ёсіна ў інтэрв'ю «First Financial Journalist». Ён таксама падкрэсліў чаканні галіны. Ён лічыць, што ў кампаніі праводзіцца шмат даследаванняў нобелеўскага ўзроўню, але японская прамысловасць павінна палепшыць сваё лідэрства і эфектыўнасць.
Ёсіна Акіра лічыць, што развіццё новых тэхналогій, такіх як штучны інтэлект і Інтэрнэт рэчаў, прынясе «неймаверныя» змены ў перспектывы прымянення літый-іённых акумулятараў. Напрыклад, удасканаленне праграмнага забеспячэння паскорыць працэс праектавання акумулятараў і распрацоўку новых матэрыялаў, а таксама можа паўплываць на выкарыстанне акумулятара, дазваляючы выкарыстоўваць яго ў найлепшых умовах.
Ёсіна Акіра таксама вельмі занепакоены ўкладам сваіх даследаванняў у вырашэнне праблем глабальнага змянення клімату. Ён распавёў «First Financial Journalist», што быў узнагароджаны па дзвюх прычынах. Першая — гэта ўклад у развіццё разумнага мабільнага грамадства, другая — забеспячэнне важных сродкаў для аховы глабальнага навакольнага асяроддзя. «Уклад у ахову навакольнага асяроддзя будзе станавіцца ўсё больш відавочным у будучыні. У той жа час гэта таксама выдатная бізнес-магчымасць», — сказаў Акіра Ёсіна фінансаваму журналісту.
Падчас лекцыі ва Універсітэце Мэйдзё Ёсіна Акіра, будучы прафесарам, заявіў студэнтам, што, улічваючы высокія чаканні грамадскасці адносна выкарыстання аднаўляльных крыніц энергіі і батарэй у якасці контрмеры супраць глабальнага пацяплення, ён выступіць са сваёй уласнай інфармацыяй, у тым ліку з думкамі па экалагічных праблемах.
Хто будзе дамінаваць у індустрыі акумулятараў
Развіццё тэхналогіі акумулятараў выклікала энергетычную рэвалюцыю. Ад смартфонаў да электрамабіляў, тэхналогія акумулятараў паўсюль распаўсюджаная, змяняючы ўсе аспекты жыцця людзей. Ці стануць будучыя акумулятары больш магутнымі і таннейшымі, закране кожнага з нас.
У цяперашні час галіна імкнецца палепшыць бяспеку акумулятараў, адначасова павялічваючы іх шчыльнасць энергіі. Паляпшэнне прадукцыйнасці акумулятараў таксама дапамагае вырашаць праблему змены клімату за кошт выкарыстання аднаўляльных крыніц энергіі.
На думку Ёсіна, літый-іённыя акумулятары будуць дамінаваць у індустрыі акумулятараў у бліжэйшыя 10 гадоў, але развіццё і ўздым новых тэхналогій таксама будуць працягваць умацоўваць ацэнку і перспектывы галіны. Ёсіна Акіра заявіў First Business News, што шчыльнасць энергіі літый-іённых акумулятараў у будучыні можа дасягнуць 1,5-2 разоў большай за цяперашнюю, што азначае, што батарэя стане меншай. «Гэта памяншае матэрыял і, такім чынам, зніжае кошт, але не будзе значнага зніжэння кошту матэрыялу». Ён сказаў: «Зніжэнне кошту літый-іённых акумулятараў складае максімум ад 10% да 30%. Хацець знізіць цану ўдвая складаней».
Ці будуць электронныя прылады зараджацца хутчэй у будучыні? У адказ Акіра Ёсіна сказаў, што мабільны тэлефон цалкам зараджаецца за 5-10 хвілін, што было дасягнута ў лабараторных умовах. Але хуткая зарадка патрабуе высокага напружання, што паўплывае на тэрмін службы батарэі. У многіх рэальных сітуацыях людзям можа не спатрэбіцца асабліва хуткая зарадка.
Ад ранніх свінцова-кіслотных акумулятараў да нікель-металгідрыдных акумулятараў, якія з'яўляюцца асновай японскіх кампаній, такіх як Toyota, і літый-іённых акумулятараў, якія выкарыстоўваліся Tesla Roaster у 2008 годзе, традыцыйныя вадкія літый-іённыя акумулятары дамінавалі на рынку акумулятараў на працягу дзесяці гадоў. У будучыні супярэчнасць паміж шчыльнасцю энергіі і патрабаваннямі бяспекі і традыцыйнай тэхналогіяй літый-іённых акумулятараў будзе станавіцца ўсё больш відавочнай.
У адказ на эксперыменты і прадукты цвёрдацельных акумулятараў ад замежных кампаній Акіра Ёсіна сказаў: «Я лічу, што цвёрдацельныя акумулятары ўяўляюць сабой будучы кірунак, і ёсць яшчэ шмат магчымасцей для ўдасканалення. Я спадзяюся хутка ўбачыць новы прагрэс».
Ён таксама сказаў, што цвёрдацельныя акумулятары па тэхналогіі падобныя да літый-іённых акумулятараў. «Дзякуючы ўдасканаленню тэхналогій хуткасць руху літый-іённых акумулятараў можа нарэшце дасягнуць прыкладна ў 4 разы большай, чым цяперашняя», — сказаў Акіра Ёсіна журналісту First Business News.
Цвёрдацельныя акумулятары — гэта літый-іённыя акумулятары, у якіх выкарыстоўваюцца цвёрдацельныя электраліты. Паколькі цвёрдацельныя электраліты замяняюць патэнцыйна выбуханебяспечны арганічны электраліт у традыцыйных літый-іённых акумулятарах, гэта вырашае дзве асноўныя праблемы: высокую шчыльнасць энергіі і высокую бяспеку. Цвёрдацельныя электраліты выкарыстоўваюцца пры той жа энергіі. Акумулятар, які замяняе электраліт, мае больш высокую шчыльнасць энергіі, адначасова мае большую магутнасць і больш працяглы час выкарыстання, што з'яўляецца тэндэнцыяй развіцця наступнага пакалення літый-іённых акумулятараў.
Але цвёрдацельныя акумулятары таксама сутыкаюцца з такімі праблемамі, як зніжэнне выдаткаў, павышэнне бяспекі цвёрдых электралітаў і падтрыманне кантакту паміж электродамі і электралітамі падчас зарадкі і разрадкі. У цяперашні час многія сусветныя гіганцкія аўтамабільныя кампаніі ўкладваюць значныя сродкі ў даследаванні і распрацоўкі цвёрдацельных акумулятараў. Напрыклад, Toyota распрацоўвае цвёрдацельны акумулятар, але кошт не раскрываецца. Даследчыя ўстановы прагназуюць, што да 2030 года сусветны попыт на цвёрдацельныя акумулятары наблізіцца да 500 ГВт·г.
Прафесар Уітынгем, які падзяліў Нобелеўскую прэмію з Акірай Ёсіна, заявіў, што цвёрдацельныя батарэі могуць стаць першымі, якія будуць выкарыстоўвацца ў невялікай электроніцы, такой як смартфоны. «Таму што ўсё яшчэ існуюць вялікія праблемы з прымяненнем буйных сістэм», — сказаў прафесар Уітынгем.
Час публікацыі: 16 снежня 2019 г.