Компания Tesla представила домашнюю систему резервного питания Powerwall 3. Она отличается от аналогичных установок предыдущих поколений поддержкой более высокой мощности и наличием встроенного инвертора для солнечных панелей, что облегчает их подключение к системе.

Источник изображений: Tesla

Размеры обновлённой аккумуляторной батареи Powerwall 3 составляют 110 × 61 × 19,3 см, вес равен 130 кг. Визуально новинка изменилась незначительно по сравнению с предшественниками. Из очевидного: надпись Tesla была заменена на логотип в виде литеры «T». Ёмкость Powerwall 3 составляет 13,5 кВт·ч, как у Powerwall 2. А вот выходная мощность с 10 кВт выросла до 11,5 кВт.

В состав Powerwall 3 интегрирован инвертор с поддержкой шести солнечных панелей. Та же модель Powerwall Plus, как пишет портал The Verge, предлагает подключение только четырёх. КПД преобразования энергии у инвертора в Powerwall 3 заявляется на уровне 97,5 %.

Powerwall 3 не поддерживает подключение сторонних солнечных инверторов и не сочетается с батареями Tesla предыдущего поколения, такими как Powerwall 2. Кроме того, неясно поддерживает ли Powerwall 3 подключение уже предлагающихся в продаже солнечных панелей для систем предыдущих поколений, отмечает The Verge.

Возможность объединения нескольких Powerwall 3 позволяет увеличить общую ёмкость системы до 40,5 кВт·ч. Для Powerwall 3 заявляется гарантированный срок службы в течение 10 лет.

О стоимости батареи Powerwall 3 компания не сообщила. Первых поставок новой домашней системы резервного питания Tesla придётся ждать до 2024 года, а пока до 31 октября компания предлагает скидку в размере $500 на покупку аккумуляторов Powerwall 2 и Powerwall Plus в комплекте с солнечными панелями и без них.

Принято считать, что в разработке аккумуляторов с твердотельным электролитом больше всего заинтересованы автопроизводители и их партнёры, поскольку они позволят устранить ряд недостатков электромобилей нынешнего поколения типа ограниченного запаса хода и длительного времени зарядки. Panasonic не строит иллюзий, обещая начать продажу твердотельных аккумуляторов лишь в 2029 году, причём для более компактных устройств, чем электромобили.

Источник изображения: Nikkei Asian Review, Ryohtaroh Satoh

Как поясняет Nikkei Asian Review со ссылкой на технического директора Panasonic Group Тацуо Огаву (Tatsuo Ogawa), японская корпорация собирается вывести на рынок твердотельные аккумуляторы к 2029 году только в сегменте дронов и промышленных роботов, причём на потребительском рынке они первоначально предлагаться не будут. Некоторые технологии, используемые при производстве таких аккумуляторов, в дальнейшем могут найти применение и в электромобилях, но чтобы этого добиться, предстоит решить множество технических проблем.

Твердотельные аккумуляторы обеспечивают более высокую плотность хранения заряда при меньшей собственной массе, они также позволяют быстрее восполнять заряд и меньше подвержены риску самовозгорания, но их гораздо сложнее и дороже производить при существующем уровне технологического развития отрасли. Впрочем, Panasonic уже удалось лишить такие аккумуляторы другого существенного недостатка — ограниченного эксплуатационного ресурса. Специалисты Panasonic утверждают, что фирменные твердотельные аккумуляторы смогут без проблем выдерживать десятки тысяч циклов зарядки. Это в разы больше, чем предлагают современные литийионные батареи.

Технологиями Panasonic в этой сфере уже интересуются многие компании. По всей видимости, до автомобильного сегмента твердотельные аккумуляторы этой марки доберутся лишь в следующем десятилетии. Конкуренты тоже не дремлют, Toyota Motor уже в 2027 году собирается вывести на рынок первый электромобиль на основе твердотельных аккумуляторов, аналогичные разработки ведут Samsung SDI, SK On и Nissan Motor. Американские и европейские автопроизводители, как правило, инвестируют в различные стартапы, которые разрабатывают аккумуляторы с твердотельным электролитом.

Китайская компания Gotion High-Tech построит в штате Иллинойс (США) завод по производству аккумуляторов, который будет запущен в следующем году. Стоимость проекта составляет $2 млрд. По словам губернатора штата Дж. Б. Притцкера (J B Pritzker), благодаря строительству завода Gotion будет создано 2600 рабочих мест.

Источник изображения: scmp.com

Губернатор также отметил, что этот проект станет «самой значительной новой производственной инвестицией в Иллинойсе за последние десятилетия». Иллинойс позиционирует себя как центр новых технологий — от квантовых вычислений до медико-биологических наук и производства электромобилей.

Недавно в штате создали рабочую группу Innovate Illinois, целью которой является привлечение федеральных средств, в том числе за счёт Закона о снижении инфляции (Inflation Reduction Act, IRA), которым предусмотрены налоговые льготы и гранты для проектов по производству электромобилей, аккумуляторов и экологически чистой энергии. В частности, Gotion получит стимулирование на сумму $536 млн, а также будет иметь право на налоговые льготы в размере $213 млн в течение 30 лет в рамках пакета финансирования штата Иллинойс.

Вместо того чтобы строить новый завод с нуля Gotion воспользуется существующей производственной площадкой в деревне Мантено в округе Канкаки площадью 60,7 гектара. С 2024 года на нём будут выпускаться литийионные аккумуляторные батареи на 10 ГВт·ч и литийионные аккумуляторные элементы на 40 ГВт·ч.

Компания Gotion также планирует построить завод по выпуску батарей и компонентов к ним стоимостью $2,36 млрд в Биг-Рапидс (штат Мичиган), где она уже приобрела в начале августа земельный участок площадью 270 акров (109 гектаров).

Предубеждения против литиевых аккумуляторов на основе фосфата железа (LFP), которые исторически использовались преимущественно в недорогих электромобилях, как показывает история, у немецкого автопроизводителя Mercedes-Benz нет. В 2021 году ему приписывали использование LFP-батарей CATL во флагманских седанах EQS, а теперь в рамках перехода на будущие платформы речь зашла о продукции китайской компании BYD.

Источник изображения: Mercedes-Benz

По крайней мере, об этом со ссылкой на китайское издание CBEA сообщает ресурс CarNewsChina. Представленный недавно Mercedes-Benz концепт CLA в своём серийном воплощении, по данным источника, будет первым электромобилем марки, использующим тяговые батареи BYD семейства Blade, которые являются самым совершенным на данный момент вариантом LFP-аккумуляторов в исполнении данного китайского поставщика. Эти батареи лягут в основу новой платформы MMA немецкого автогиганта, которая подразумевает сочетание LFP-технологии с напряжением сети 800 В и функции скоростной зарядки.

Первые электромобили Mercedes-Benz, использующие тяговые батареи BYD данной серии, по словам знакомых с планами автопроизводителя китайских источников, появятся на рынке в 2025 году. Заявленный для концепта CLA запаса хода 750 км по циклу WLTP весьма неплох для носителя LFP-батарей даже с учётом возможного прогресса соответствующих технологий за последующие два года.

Нельзя сказать, что Mercedes-Benz и BYD никогда ранее не сотрудничали. В Китае у них действует совместное предприятие Denza по выпуску электромобилей, оно было основано в 2010 году на паритетных началах, но в 2021 году Mercedes-Benz на фоне не самых убедительных коммерческих успехов одноимённых гибридов и электромобилей сократила свою долю в капитале до 10 %. Что характерно, после этого BYD добилась более выраженных успехов в развитии модельного ряда Denza и вывела на рынок два новых кроссовера и один минивэн.

В планы BYD, как принято считать, входит строительство предприятия по выпуску аккумуляторов в Европе, поэтому в этом отношении она не будет уступать в удобстве логистики конкурирующей CATL, которая тоже возводит профильное предприятие в Германии и даже наладит на нём выпуск новейших LFP-батарей с функцией быстрой зарядки. Mercedes-Benz может сотрудничать с обоими поставщиками тяговых батарей, поскольку они входят в тройку крупнейших в мире. Тяговые аккумуляторы BYD также используются электромобилями марок Toyota, Kia и Lincoln.

Представленный на днях концепт Mercedes-Benz CLA говорит о том, что даже один из старейших автопроизводителей мира осознаёт актуальность использования аккумуляторов на основе лития и фосфата железа (LFP), поскольку они обходятся дешевле в производстве. Китайская компания CATL собирается локализовать сборку своих новейших аккумуляторов типа LFP в Германии и Венгрии вслед за КНР.

Источник изображения: CATL

Об этом на мероприятии IAA Mobility в Мюнхене, как сообщает Reuters, заявил главный инженер CATL Гао Пэнфэй (Gao Pengfei). Буквально в прошлом месяце китайский производитель представил новое поколение LFP-аккумуляторов, получившее обозначение Shenxing, которое отличается не только высокой плотностью хранения электроэнергии (за счёт оптимизации компоновки элементов), но и высокой скоростью восполнения заряда. Так, при комнатной температуре с использованием станции экспресс-зарядки можно восстановить до 80 % номинального заряда тяговой батареи всего за 10 минут. Даже при отрицательных температурах до минус 10 градусов Цельсия время зарядки не будет превышать 30 минут. При этом эксплуатация батареи семейства Shenxing при таких температурах будет меньше сказываться на способности электромобиля разгоняться до 100 км/ч за обозначенное в паспортных характеристиках время.

В Китае выпуск батарей семейства Shenxing на предприятиях CATL будет налажен до конца текущего года, в следующем они появятся в составе серийных электромобилей. Со временем выпуск данных аккумуляторов, как поясняет представитель компании, будет налажен на предприятиях в Германии и Венгрии. Первое уже действует с декабря 2022 года, а второе должно быть запущено в строй в течение двух или трёх лет, и стать крупнейшим для CATL на территории Европы. Когда именно выпуск аккумуляторов семейства Shenxing будет налажен в Европе, и кто станет клиентами CATL на этом направлении, пока не уточняется.

Аккумуляторы с твёрдым электролитом обещают лучшие эксплуатационные качества, но всё ещё дороги в производстве. Над удешевлением процесса работают учёные всего мира, включая учёных из Японии. Группа из страны Восходящего солнца сообщила, что нашла возможность удешевить процесс производства аккумуляторов с твёрдым электролитом, и намерена довести его до коммерческой стадии до конца десятилетия.

Источник изображения: Kento Fukui / asia.nikkei.com

По оценкам Японского научно-технического агентства, производственное оборудование для изготовления полностью твердотельных аккумуляторов будет стоить в 10–20 раз дороже, чем оборудование для производства современных литийионных аккумуляторов. Имея развитое производство обычных литиевых батарей, никто из производителей не пойдёт на такие расходы. Исследовательская группа Токийского технологического института под руководством доцента Синтаро Ясуи (Shintaro Yasui) поставила перед собой цель разработать твёрдый электролит, который можно было бы наносить в виде покрытия, не требующего специального оборудования.

Основная проблема в том, что изготовление твердотельных аккумуляторов во многом необходимо проводить без доступа воздуха (кислорода и водяного пара). В противном случае материал электролита будет разрушаться. Создание вакуумной среды для масштабного производства — задача не из дешёвых, чего необходимо избежать во всех случаях.

Японские исследователи нашли выход в соединении лития, бора и кислорода, которое в процессе измельчения по специальной технологии и смешивания с водой и нелетучими невоспламеняющимися солями лития образует суспензию. Эту суспензию наносят как на материал катода, так и анода. За счёт вязкого состояния материал плотно ложится на оба электрода, обеспечивая плотный контакт по всей поверхности. Всё это сушится на открытом воздухе, а потом соединяется в один аккумуляторный блок.

Характеристики получившейся батареи были измерены под давлением около 3 атмосфер и рабочим напряжением 2,4 В. Главный показатель эффективности электролита — ионная проводимость — составил 5,9 мСм/см (миллисименс на сантиметр), что можно считать довольно высоким показателем для твердотельных электролитов. Опытная батарея выдержала до 300 циклов зарядки и этот параметр учёные намерены довести до 1000 циклов.

Не обошлось без недостатков. Разработанные технология и смесь оказались относительно восприимчивы к довольно невысоким температурам. Так, опытная батарея разрушилась при нагреве до 140 °C. Учёным есть ещё над чем поломать голову, но в течение примерно 10 лет они обещают довести технологию производства твердотельных аккумуляторов в обычных условиях без вакуума до коммерчески доступного уровня.

Компания Antora Energy приступила к полевым испытаниям блока теплового аккумулятора на кирпичах из графита. Токопроводность графита позволяет разогревать кирпичи до 2000 °C простым пропусканием тока через них. На выходе такого аккумулятора можно получить или тепло для промышленности, или электричество, которое получается с помощью встроенных в модуль инфракрасных фотодетекторов.

Источник изображения: Antora Energy

Промышленность и исследователи продолжают искать способы создать чистый и эффективный буфер для хранения энергии от возобновляемых источников. Переменный характер подачи электричества в сеть, который сопровождает выработку электричества силой ветра или лучами Солнца, заставляет использовать буферные аккумуляторы. Наиболее удобный способ — это запасать энергию в аккумуляторах, а именно — в литиевых батареях, требующих минимального обслуживания и обладающих достаточно высокой ёмкостью и плотностью хранения энергии. Но дёшево это точно не будет.

По предыдущим оценкам, стоимость хранения электричества в литиевых батареях достигает $140/КВт·ч. После 2030 года она снизится до более приемлемых $20/КВт·ч, но всё равно будет дороже эксплуатации электростанций на природном газе, у которых стоимость производства электричества находится на уровне $10/КВт·ч. Тепловые аккумуляторы Antora Energy обещают приблизиться к этой нижней отметке при значительно большем уровне экологической чистоты и простоте изготовления и эксплуатации.

В отличие от хранения тепла в солевых расплавах или в обычных кирпичах из глины, хранение тепла в графитовых кирпичах менее опасно и более эффективно. Разогрев кирпичей до 2000 °C (фактически — это графитовые электроды, серийно изготовляемые для нужд металлургии, к примеру, для выпуска алюминия) позволит использовать их тепло для выплавки стали. Если заказчику понадобится электрическая энергия, то модули тепловых аккумуляторов будут оборудованы инфракрасными фотодетекторами по типу солнечных панелей и КПД установки при этом будет не меньше 30 %.

По словам разработчиков, особенно эффективно фотопреобразователи начинают работать после нагрева кирпичей выше температуры 1500 °C. После этой отметки в основном превалирует лучистая энергия. Но это будет на следующем этапе. Первая опытная установка будет разогреваться до 1500 °C и сможет несколько суток отдавать тепло потребителю.

Интересно отметить, что компания Antora Energy частично финансируется из фондов небезызвестного филантропа Билла Гейтса. Также его фонд инвестировал в другую кирпичную компанию — Rondo Energy, которая строит в Таиланде крупнейший завод по производству кирпичей для тепловых аккумуляторов.

Учёные из Наньянского технологического университета (NTU) Сингапура создали гибкий аккумулятор, толщиной с человеческую роговицу, который заряжается от солевого раствора и в будущем может обеспечивать питание умным контактным линзам.

Источник изображения: Nanyang Technological University

По задумке, умные контактные линзы должны быть способны отображать информацию прямо на роговице глаза, предоставляя доступ к дополненной реальности (AR). Пока что же они ограничены в функциональности, но уже используются для коррекции зрения, мониторинга состояния здоровья и даже для диагностики и лечения хронических заболеваний, таких как диабет и глаукома. В перспективе такие линзы смогут записывать и передавать в облачное хранилище всё, что видит и слышит их носитель.

Однако для реализации этого потенциала необходимо создать безопасный и подходящий аккумулятор. Существующие перезаряжаемые батареи, основанные на проводах или индукционных катушках, содержат металлы и не подходят для использования в глазу из-за риска для здоровья.

Принцип работы нового аккумулятора, разработанного сингапурскими учёными (источник изображения: Nano Energy)

Разработанный в NTU аккумулятор изготовлен из биосовместимых материалов и не содержит проводов или токсичных тяжёлых металлов, присутствующих, например, в литийионных аккумуляторах. Его покрытие на основе глюкозы реагирует с ионами натрия и хлора в солевом растворе, в который обычно линзы помещают для хранения ночью. Содержащаяся в батарее вода служит электрическим проводником, обеспечивая передачу электрического тока, который генерируется в результате описанной химической реакции.

Интересный факт заключается в том, что такой аккумулятор может заряжаться даже от человеческих слёз, так как они содержат ионы натрия и калия, хотя в меньших концентрациях. Тестирование аккумулятора с использованием раствора, имитирующего состав человеческих слёз, показало, что при таком способе зарядки его работоспособность продлевается на дополнительный час после каждых двенадцати часов непрерывной работы. Кроме того, аккумулятор можно заряжать традиционным способом от внешнего источника питания.

Этот прорыв в области аккумуляторных технологий может стать ключевым моментом в развитии умных контактных линз и других медицинских устройств. Безопасность, гибкость и возможность зарядки от солевого раствора или даже слёз делают этот аккумулятор идеальным кандидатом для интеграции в медицинские устройства будущего.

Контролирующая 36,8 % мирового рынка тяговых аккумуляторов для электротранспорта китайская компания CATL своему успеху обязана самым дешёвым и распространённым по химическому составу литиевым батареям на основе фосфата железа (LFP). На этой неделе она представила батареи семейства Shenxing, которые позволяют восстановить до 400 км запаса хода за 10 минут зарядки.

Источник изображения: CATL

Массовое производство таких батарей, как сообщает Reuters, начнётся к концу текущего года, а первые электромобили на их основе появятся в первом квартале 2024 года. Представители CATL выразили надежду, что батареи нового семейства со временем станут стандартным решением для многих электромобилей. Тяговая батарея типовой ёмкости позволит среднестатистическому электромобилю преодолевать до 700 км без подзарядки. Кроме того, новое семейство батарей CATL также лучше проявляет себя в суровых погодных условиях. По всей видимости, имеется в виду способность обычных LFP-батарей быстро терять остаточный заряд на морозе. При температуре воздуха 10 градусов ниже нуля по Цельсию новая батарея CATL способна восполнить заряд с 0 до 80 % за 30 минут.

Возможность быстро восполнять заряд тяговой батареи имеет большое значение для владельцев электромобилей, ведь если запас хода можно будет восполнить на 400 км за десять минут, то это почти полностью исключит неудобство, связанное с необходимостью долго заряжаться во время длительных путешествий. Конкурирующая компания Tesla может предложить восполнение запаса хода максимум на 322 км за 15 минут, а китайская компания GAC AION предлагает батареи, способные восполнить запас хода на 500 км за 15 минут.

Сама CATL в последнее время активно проявляет себя в сфере разработки новых типов аккумуляторных батарей. В арсенале компании уже имеются аккумуляторы, позволяющие электромобилям преодолевать по 1000 км без подзарядки, а также питать электродвигатели авиационной техники. Ради снижения себестоимости аккумуляторов CATL создаёт батареи на основе натрия.

Австралийская компания 1414 Degrees ввела в эксплуатацию демонстрационный модуль по хранению тепловой энергии. Установка использует высокие тепловые свойства кремния для обслуживания высокотемпературных отраслей промышленности на основе безуглеродной энергетики. Электричество от возобновляемых источников нагревает воздух и запасает тепло в кирпичах, а при необходимости тепло подаётся в производственные установки.

Ядро накопительной установки из кремниевых кирпичей. Источник изображения: 1414 Degrees

Экспериментальный модуль SiBox мощностью 1 МВт·ч накапливает тепло в запатентованных кирпичах SiBrick. Кремний плавится при температуре 1414 °C и обладает превосходной теплоёмкостью, что позволяет установке оперировать рабочими температурами на уровне 800 °C. Перед вводом в эксплуатацию установка SiBox успешно прошла 32 цикла смены фаз, работая при температурах на выходе от 700 до 850 °C и обеспечивая непрерывную работу от 6 до 12 часов при каждой заданной температуре.

«Данные, полученные в ходе испытаний, полностью совпадают с ожиданиями от разработанных инженерных инструментов и моделей, что дает уверенность в масштабировании технологии SiBox, — говорится в сообщении компании. — Внутри установки кирпичи SiBricks ёмкостью 1 МВт·ч работали надёжно и после визуального осмотра были признаны, как находящиеся в отличном состоянии».

Компания заявила, что демонстрационный блок в настоящее время работает автономно и готов к проведению непрерывных циклических и разрядных испытаний в течение следующих 12 месяцев для завершения этапа валидации.

Внешний вид 1-МВт·ч установки

«В ближайшие месяцы наши инженеры используют результаты работы демонстрационного модуля для разработки SiBox коммерческого масштаба емкостью до 100 МВт·ч», — сообщает пресс-релиз 1414 Degrees.

Разработка демонстрационной установки SiBox была поддержана нефтегазовым гигантом Woodside, который выделил на реализацию проекта до 2 млн австралийских долларов ($1,3 млн). В рамках этой сделки Woodside теперь имеет возможность совместно разрабатывать и коммерциализировать технологию SiBox.

Это не единственный подобный проект. Хранение энергии в кирпичах и расплавах поддержано лидерами инвестиций. Например, Билл Гейтс поддержал деньгами компанию Rondo Energy, которая сейчас строит в Таиланде крупнейший в мире завод по производству теплоаккумулирующих кирпичей.

В 2024 году на рынок выйдет новый тип жидкометаллического аккумулятора, разработанный стартапом Ambri и обещающий низкую стоимость хранения энергии и долгий срок службы. Этот аккумулятор может стать решением проблемы хранения энергии из возобновляемых источников, делая её более доступной и эффективной.

Источник изображения: Ambri

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) утверждают, что стоимость хранения энергии должна составлять всего $20 за 1 кВт·ч, чтобы полностью перейти на использование энергии, получаемой от ветра и солнца. Сейчас системы аккумуляторов на основе литийионных батарей стоят около $405 за 1 кВт·ч, однако новый жидкометаллический аккумулятор может существенно снизить эти расходы.

Дональд Сэдоуэй (Donald Sadoway), профессор химии материалов из Массачусетского технологического института (MIT), давно стремился к созданию доступных аккумуляторов. Он основал стартап Ambri в 2010 году для создания жидкометаллических аккумуляторов. Стоимость аккумулятора Ambri варьируется от $180 до $250 за 1 кВт·ч, но к 2030 году ожидается снижение до $21 за 1 кВт·ч. Компания Ambri и энергетическая компания Xcel Energy планируют установить 300-кВт·ч систему хранения в городе Аврора, штат Колорадо, в начале 2024 года. Ожидается, что к концу года система будет полностью функционировать.

Преимущества жидкометаллического аккумулятора заключаются в доступности материалов, простоте химии и дизайна по сравнению с литийионными аккумуляторами. Он также обладает большим сроком службы. Сэдоуэй говорит: «Этот аккумулятор может проработать 20 лет, сохранив 95 % своей ёмкости». Основное отличие аккумулятора Ambri — это три жидких слоя, разделённых по плотности. На дне находится катод из расплавленной сурьмы (химический элемент с символом Sb), сверху — анод из лёгкого кальциевого сплава, а между ними — электролит из хлорида кальция.

Однако путь к коммерциализации этой технологии был долгим. Как говорит Сэдоуэй: «Мы должны были изобрести всё, включая производственное оборудование». Сейчас Ambri получила крупный заказ от компании Microsoft, которая хочет использовать эти аккумуляторы в своих дата-центрах вместо дизельных генераторов.

Жидкометаллические аккумуляторы могут стать революционным решением в области хранения энергии. Они обещают долгий срок службы, низкую стоимость и высокую эффективность. Однако для их широкого внедрения необходимо обеспечить стабильное снабжение сырьём и разработать новые производственные методы.

Китайский рынок электромобилей является крупнейшим в мире, что до сих пор позволяло местному производителю тяговых аккумуляторов CATL считаться мировым лидером именно за счёт крепких позиций на домашнем рынке. Тем не менее, статистика прошлого полугодия показывает, что и за пределами Китая CATL готовится потеснить формально сохраняющую пальму первенства южнокорейскую компанию LG Energy Solution.

Источник изображения: CATL

Данными статистики SNE Research делится южнокорейское издание Business Korea. Опубликованный вчера отчёт этого аналитического агентства гласит, что в первой половине прошлого года LG Energy Solution на 7,7 процентных пункта превосходила CATL по занимаемой доле рынка за пределами Китая. В первой половине текущего года разрыв сократился до 2,2 процентных пунктов, но формально LG Energy Solution остаётся лидером рынка тяговых аккумуляторов за пределами Китая.

При этом нельзя сказать, что бизнес корейской компании стагнировал в прошлом полугодии. Объёмы поставок тяговых аккумуляторов выросли на 55,1 % в годовом сравнении, а рыночная доля увеличилась с26,5 до 41,1 %. Последней динамике во многом способствовали высокие объёмы продаж электромобилей Tesla Model 3 и Model Y, Volkswagen ID.3 и ID.4, а также Ford Mustang Mach-E. Все они используют тяговые аккумуляторы LG Energy Solution.

CATL при этом развивалась ещё более стремительно, нарастив за год поставки тяговых аккумуляторов на 107,1 %, а также увеличив долю рынка с 18,8 до 38,9 %. В этом году, как отмечают авторы исследования, бизнес CATL растёт преимущественно за счёт рынков за пределами Китая. К слову, аккумуляторы этой китайской марки используются в тех же Tesla Model Y и Model 3, флагманском Mercedes-Benz EQS, а также электромобилях и гибридах Volvo XC40 Recharge и MG-4. По некоторым данным, новое поколение электромобилей Hyundai Kona тоже будет использовать аккумуляторы CATL, что будет способствовать дальнейшему укреплению позиций китайского поставщика за пределами домашнего рынка.

Швейцарская компания Energy Vault сообщила о завершении строительства и сдаче в эксплуатацию первого в мире коммерческого гравитационного аккумулятора энергии. Установка построена в Китае. Её мощность достигает 25 МВт, а ёмкость — 100 МВт·ч. Она переводит электрическую энергию в кинетическую при поднятии бетонных блоков на высоту и снова высвобождает её при спускании блоков на землю.

Источник изображений: Energy Vault

Построенное в Китае хранилище гравитационной энергии — это первое такое сооружение коммерческих масштабов. До этого в Швейцарии компания Energy Vault построила демонстрационную установку мощностью 5 МВт, но реализованный в Китае проект затмевает её. Более того, на волне успеха Китай требует построить ещё пять подобных накопителей общей ёмкостью 2 ГВт·ч.

Гравитационные накопители по физике процесса напоминают гидроаккумулирующие электростанции, но без насосов и капризного оборудования. Груз в виде монолитных 24-т блоков поднимается на высоту до 100 и более метров и спускается в часы, когда требуется энергия. Это неплохой буфер для источников энергии из возобновляемых ресурсов и, прежде всего, от Солнца и ветра.

КПД гравитационной станции Energy Vault начинается с 75 % и может превышать 80 %. Загрузка блоков (запасание энергии) может продолжаться от 2 до 12 часов и более в зависимости от задач и источников. Вводимая в эксплуатацию система в провинции Цзянсу недалеко от Шанхая будет работать в течение 4 часов. К сети электропередачи она будет подключена в четвёртом квартале текущего года. Местным властям так понравился проект, что они заказали ещё один такой накопитель.

Интересно, что управляет всем этим хозяйством обучаемый алгоритм с функцией машинного зрения. Интересная будет площадка для съёмок очередного «Терминатора»… на фоне снующих вверх и вниз 24-тонных бетонных блоков. Кстати, где-то на просторах США компания Energy Vault тоже строит аналогичную гравитационную установку.

Компания Panasonic сообщила, что направление по производству жидкокристаллических дисплеев было фактически ликвидировано по завершению прошедшего финансового года. Последние панели компания выпустила в марте 2023 года. Она больше не будет производить эту продукцию, а предприятие будет перестроено на выпуск литиевых аккумуляторов для электромобилей.

Прозрачный LCD-экран компании Panasonic. Источник изображения: Panasonic

Выпускать LCD-панели для мониторов и телевизоров компания начала в 2006 году. Сильная конкуренция быстро заставила Panasonic переключиться с бытовой продукции на промышленные и автомобильные дисплеи. Но и этот план не оправдался, преимущественно по причине начала торговых и санкционных войн между США и Китаем. То, что бизнес вскоре предстоит ликвидировать, компания поняла уже к 2020 году.

С производством литиевых аккумуляторов компания угадала. Ещё в 2020 году Panasonic и Toyota создали совместное предприятие Prime Planet Energy & Solutions, которое занимается производством призматических батарей — популярной продукции для изготовления тяговых аккумуляторов для электромобилей. Завод в Химэдзи, который выпускал жидкокристаллические панели, будет переоборудован под выпуск аккумуляторов для предприятия Prime Planet Energy & Solutions.

Бизнес по выпуску аккумуляторов даёт Panasonic отличную прибыль и радует инвесторов. Для компании это «приоритетное направление инвестиций». Только в первом квартале прибыль на этом направлении выросла на 42 %, что принесло инвесторам около $636 млн.

Также компания Panasonic является ключевым поставщиком аккумуляторов для Tesla. Кроме того, было объявлено, что ведутся переговоры с компаниями Mazda и Subaru о поставках батарей для будущих электромобилей этих производителей. Это уже подстегнуло расширение производства, которое, как сообщили инвесторам, идёт полным ходом. В частности, Panasonic планирует выпускать от 79 до 81 ГВт·ч батарей в год.

Исследователи из Массачусетского технологического института превратили бетон в суперконденсатор с помощью одной простой добавки — сажи. Она добавляется в цемент в процессе замешивания бетона. После отвердевания получается углеродный электрод колоссальной площади, из которого можно сделать суперконденсатор. Это позволит накапливать электрическую энергию в фундаменте, стенах и других конструкциях из бетона.

Источник изображения: MIT

Новая разработка может сделать накопитель энергии неотъемлемым элементом архитектуры. Главное, что это довольно просто, хотя вопросы изготовления, эксплуатации и безопасности подобных накопителей — это пока чистый лист. Идея базируется на том, что в процессе замешивания раствора вода распределяет углеродный материал (сажу или что-то подобное) по объёму бетона в виде разветвлённых потоков от более широких к узким.

После застывания смеси в ней формируется токопроводящий электрод большой площади. Для превращения его в суперконденсатор необходимо два таких электрода, разделённых перегородкой или расстоянием. Также всё это изделие необходимо пропитать (погрузить) в обычный электролит, например, в раствор хлорида калия.

По подсчётам учёных, ёмкость такого элемента составит 10 кВт·ч для 43 м³ бетона. Это примерный объём бетона для среднего в США частного дома с подъездными дорожками и гаражами. Запасённой таким образом энергии может хватить на ночь обслуживания электричеством, что в дополнение к солнечной ферме на крыше может сделать получение энергии условно бесплатным мероприятием.

Одно из полезнейших свойств разработки — это её неограниченное масштабирование. В рамках испытаний авторы проекта создали небольшие суперконденсаторы размером с батарейки-таблетки диаметром 1 см и толщиной 1 мм, обеспечив им рабочее напряжение в 1 В. Объединив три таких суперконденсатора, они зажгли светодиод на 3 В. Теперь они постепенно увеличивают размеры элемента, продвигаясь от блока размером со стандартный автомобильный аккумулятор на 12 В к бетонному блоку на 45 м³ — он должен продемонстрировать возможность обеспечить питанием целый дом.

Учёные также обнаружили, что существует обратная зависимость между ёмкостью и прочностью материала: чем больше в нём углерода, тем больше энергии он вмещает, но бетон становится немного слабее. Это может оказаться полезным в тех областях, где бетон не служит элементом конструкции, и где его потенциал прочности не задействуется. Они установили, что для фундамента и структурных элементов ветряной турбины «золотой серединой» оказываются 10 % углеродного компонента в растворе.

Ещё одной потенциальной возможностью применения новых суперконденсаторов являются бетонные дороги, которые накапливают энергию устанавливаемых вдоль них солнечных панелей и передают её электромобилям при помощи электромагнитной индукции — аналогичным образом работает беспроводная зарядка мобильных телефонов. Подобные дороги разрабатываются в Германии и Нидерландах, но эти проекты предусматривают стандартные аккумуляторы.

На начальных этапах технология углеродно-цементных суперконденсаторов, уверены учёные, пригодится при строительстве изолированных домов, зданий и убежищ вдали от электросети. Решение предлагает большую гибкость: свойства суперконденсатора можно регулировать, изменяя соотношения компонентов в смеси. К примеру, в случаев автодорог потребуются высокие скорости зарядки и разрядки, тогда как в случае жилого дома есть целый день, чтобы достичь необходимого заряда. Наконец, этот многофункциональный материал может служить не только в качестве суперконденсатора — если подать на него электричество, он превратится в систему отопления.