[Щільність енергії літієвих батарей у майбутньому може досягти в 1,5-2 рази більшої, ніж поточна, а це означає, що батареї стануть меншими.]
[Зниження вартості літій-іонних акумуляторів становить щонайбільше від 10% до 30%. Важко знизити ціну вдвічі.]
Від смартфонів до електромобілів, технологія акумуляторів поступово проникає в кожен аспект життя. Тож у якому напрямку розвиватимуться акумулятори майбутнього та які зміни вони принесуть суспільству? З огляду на ці питання, репортер First Financial минулого місяця взяв інтерв'ю у Акіри Йосіно, японського вченого, який цього року отримав Нобелівську премію з хімії за літій-іонні акумулятори.
На думку Йошіно, літій-іонні акумулятори все ще домінуватимуть у акумуляторній галузі протягом наступних 10 років. Розвиток нових технологій, таких як штучний інтелект та Інтернет речей, принесе «немислимі» зміни у перспективи застосування літій-іонних акумуляторів.
Неймовірні зміни
Коли Йошіно дізнався про термін «портативний», він зрозумів, що суспільству потрібен новий акумулятор. У 1983 році в Японії народився перший у світі літієвий акумулятор. Йошіно Акіра створив перший у світі прототип літій-іонного акумулятора, що перезаряджається, і зробить видатний внесок у розробку літій-іонних акумуляторів, які широко використовуються в смартфонах та електромобілях у майбутньому.
Минулого місяця Акіра Йошіно в ексклюзивному інтерв'ю виданню «Фінансовий журналіст №1» сказав, що після того, як дізнався про отримання Нобелівської премії, у нього «немає справжніх почуттів». «Пізніші повні інтерв'ю зробили мене дуже зайнятим, і я не міг бути надто щасливим», – сказав Акіра Йошіно. «Але з наближенням дня отримання нагород у грудні реальність нагород стає все сильнішою».
За останні 30 років 27 японців або японських вчених отримали Нобелівську премію з хімії, але лише двоє з них, включаючи Акіру Йошіно, отримали нагороди як корпоративні дослідники. «У Японії дослідники з дослідницьких інститутів та університетів зазвичай отримують нагороди, і мало корпоративних дослідників з галузі отримували нагороди», – сказав Акіра Йошіно виданню «First Financial Journalist». Він також наголосив на очікуваннях галузі. Він вважає, що в компанії проводиться багато досліджень нобелівського рівня, але японська промисловість повинна покращити своє лідерство та ефективність.
Йошіно Акіра вважає, що розвиток нових технологій, таких як штучний інтелект та Інтернет речей, принесе «немислимі» зміни у перспективи застосування літій-іонних акумуляторів. Наприклад, удосконалення програмного забезпечення пришвидшить процес проектування акумуляторів та розробку нових матеріалів, а також може вплинути на використання акумулятора, дозволяючи використовувати його в найкращих умовах.
Йошіно Акіра також дуже стурбований внеском своїх досліджень у вирішення проблем глобальної зміни клімату. Він розповів «Першому фінансовому журналісту», що його нагородили з двох причин. Перша — це внесок у розвиток розумного мобільного суспільства; друга — забезпечення важливого засобу для захисту глобального довкілля. «Внесок у захист довкілля ставатиме все більш очевидним у майбутньому. Водночас це також чудова бізнес-можливість», — сказав Акіра Йошіно фінансовому журналісту.
Йошіно Акіра, будучи професором, під час лекції в Університеті Мейджо заявив студентам, що враховуючи високі очікування громадськості щодо використання відновлюваної енергії та батарей як контрзаходу проти глобального потепління, він представить власну інформацію, включаючи думки щодо екологічних проблем.
Хто домінуватиме в індустрії акумуляторів
Розвиток технології акумуляторів започаткував енергетичну революцію. Від смартфонів до електромобілів, технологія акумуляторів є повсюдною, змінюючи кожен аспект життя людей. Чи стане майбутні акумулятори потужнішими та дешевшими, вплине на кожного з нас.
Наразі галузь прагне покращити безпеку акумуляторів, одночасно збільшуючи їхню щільність енергії. Покращення продуктивності акумуляторів також допомагає боротися зі зміною клімату завдяки використанню відновлюваної енергії.
На думку Йошіно, літій-іонні акумулятори все ще домінуватимуть у галузі акумуляторів протягом наступних 10 років, але розвиток і поширення нових технологій також продовжуватимуть зміцнювати оцінку та перспективи галузі. Йошіно Акіра розповів First Business News, що щільність енергії літієвих акумуляторів у майбутньому може досягти в 1,5-2 рази більшої, ніж зараз, а це означає, що акумулятор стане меншим. «Це зменшує матеріал і, таким чином, знижує вартість, але значного зниження вартості матеріалу не відбудеться». Він сказав: «Зниження вартості літій-іонних акумуляторів становить щонайбільше від 10% до 30%. Знизити ціну вдвічі складніше».
Чи будуть електронні пристрої заряджатися швидше в майбутньому? У відповідь Акіра Йошіно сказав, що мобільний телефон повністю заряджається за 5-10 хвилин, що було досягнуто в лабораторії. Але швидка зарядка вимагає сильної напруги, що вплине на термін служби батареї. У багатьох реальних ситуаціях людям може не знадобитися особливо швидка зарядка.
Від ранніх свинцево-кислотних акумуляторів до нікель-металгідридних акумуляторів, які є основою японських компаній, таких як Toyota, та літій-іонних акумуляторів, що використовувалися Tesla Roaster у 2008 році, традиційні рідкі літій-іонні акумулятори домінували на ринку силових акумуляторів протягом десяти років. У майбутньому суперечність між щільністю енергії та вимогами безпеки з традиційною технологією літій-іонних акумуляторів ставатиме дедалі помітнішою.
У відповідь на експерименти та продукти твердотільних акумуляторів від закордонних компаній, Акіра Йошіно сказав: «Я думаю, що твердотільні акумулятори представляють собою майбутній напрямок, і є ще багато можливостей для вдосконалення. Я сподіваюся побачити новий прогрес найближчим часом».
Він також сказав, що твердотільні акумулятори за технологією схожі на літій-іонні акумулятори. «Завдяки вдосконаленню технологій швидкість руху літій-іонних акумуляторів нарешті може досягти приблизно в 4 рази більшої швидкості, ніж зараз», – сказав Акіра Йошіно репортеру First Business News.
Твердотільні акумулятори – це літій-іонні акумулятори, які використовують твердотільні електроліти. Оскільки твердотільні електроліти замінюють потенційно вибухонебезпечний органічний електроліт у традиційних літій-іонних акумуляторах, це вирішує дві основні проблеми: високу щільність енергії та високу безпеку. Твердотільні електроліти використовуються з однаковою енергією. Акумулятор, який замінює електроліт, має вищу щільність енергії, водночас має більшу потужність та довший час використання, що є тенденцією розвитку наступного покоління літієвих акумуляторів.
Але твердотільні акумулятори також стикаються з такими проблемами, як зниження витрат, підвищення безпеки твердих електролітів та підтримка контакту між електродами та електролітами під час заряджання та розряджання. Наразі багато світових гігантських автомобільних компаній інвестують значні кошти в дослідження та розробки твердотільних акумуляторів. Наприклад, Toyota розробляє твердотільний акумулятор, але вартість не розголошується. Дослідницькі установи прогнозують, що до 2030 року світовий попит на твердотільні акумулятори, як очікується, наблизиться до 500 ГВт·год.
Професор Вітінгем, який розділив Нобелівську премію з Акірою Йошіно, сказав, що твердотільні батареї можуть бути першими, які будуть використані в невеликій електроніці, такій як смартфони. «Оскільки досі існують великі проблеми із застосуванням великомасштабних систем», – сказав професор Вітінгем.
Час публікації: 16 грудня 2019 р.