Компания Ampace — дочернее предприятие Amperex Technology и CATL — на выставке RE+ в Лас-Вегасе представила аккумуляторную ячейку, выдерживающую 15 000 циклов заряда и разряда. Такие аккумуляторы смогут сопровождать солнечные системы выработки электричества в течение всего срока службы солнечных ферм — от 20 до 25 лет, что поможет снизить стоимость проектов и их сопровождения на 30 % и более.

Источник изображения: Ampace

Размеры ячейки Kunlun составляют 22,5 × 122,7 × 360,5 мм, а масса — около 1,8 кг. Её максимальная ёмкость достигает 100 А·ч, а номинальное напряжение — 3,2 В. Заявленный срок службы батареи достигает 20 лет или 15 000 циклов перезаряда. До 20 000 циклов батарея сохраняет около 80 % первоначальной ёмкости и более 70 % после 20 000 циклов заряда и разряда. Если характеристики батарей подтвердятся, то это в значительной степени изменит системы длительного хранения энергии и буферные накопители для получения электричества из возобновляемых источников.

«Ячейки с длительным циклом работы представляют значительную ценность для глобальных коммерческих и промышленных систем хранения энергии, а также систем хранения энергии в жилых домах, — заявила компания Ampace. — Они позволяют пользователям коммерческих и промышленных систем хранения энергии эффективно поддерживать работу фотоэлектрических систем и систем хранения энергии в одном темпе, а потребителям бытовой энергии — получить больше преимуществ в режиме выдачи пикового напряжения панелей, преодолевая традиционные ограничения по сроку службы аккумуляторов».

Себестоимость литийионных аккумуляторных батарей, по данным Benchmark Mineral Intelligence, снизилась в августе на 10 % до $98,2 за кВт‧ч, что формально позволяет производителям электромобилей предлагать машины, сопоставимые по цене с аналогами на основе ДВС. Подобное снижение цен на батареи наблюдается впервые за два года.

Источник изображения: BYD

Как известно, в стоимости электромобиля до 40 % может занимать тяговая батарея, поэтому динамика цен на сырьё для изготовления аккумуляторов существенно влияет на доступность электромобилей в целом. По словам аналитиков Benchmark Mineral Intelligence, при стоимости хранения 1 кВт‧ч электроэнергии не более $100 у автопроизводителей появляется возможность не только предлагать машины на электротяге за сопоставимые деньги с автомобилями на ДВС, но и получать при этом сопоставимую прибыль, что важно для развития бизнеса и отрасли в целом. Конечно, такое утверждение справедливо лишь для машин определённых ценовых диапазонов, поскольку для электромобилей начального уровня оно обретёт актуальность гораздо позже.

Десять лет назад средняя стоимость хранения 1 кВт‧ч электроэнергии в тяговых батареях электромобилей достигала $668. К марту 2022 года она достигла $146,4, а к августу текущего года опустилась от этого уровня ещё на треть. По мнению аналитиков TrendForce, постепенно снижение цен на этом рынке будет наблюдаться как минимум до конца текущего года.

В этом году снижению цен на тяговые аккумуляторы во многом способствовала динамика цен на сырьё. С начала года стоимость лития опустилась более чем на 50 %, никель и кобальт тоже значительно упали в цене. С другой стороны, спрос на электромобили растёт не так активно, как рассчитывали производители. В США, например, производители по состоянию на июнь располагали складскими запасами готовых электромобилей на 100 дней, что более чем в три раза превышает прошлогодний показатель.

В августе геологам удалось обнаружить на границе штатов Орегон и Невада крупное месторождение соединений лития — до 40 млн т, по предварительным оценкам, что делает его крупнейшим из разведанных в мире. Только запасов лития в одном этом месторождении хватит, чтобы снабжать промышленность литиевыми аккумуляторами на протяжении нескольких десятилетий. Илон Маск (Elon Musk) не раз отмечал, что литий достаточно распространён на нашей планете, и проблемой электромобильной отрасли является не дефицит запасов сырья как таковых, а нехватка мощностей по его переработке. По мере расширения этого направления деятельности должны становиться доступнее и литиевые батареи в целом, что уже и наблюдается экспертами.

К 2026 году Toyota силами принадлежащих ей торговых марок рассчитывает освоить выпуск по 1,5 млн электромобилей ежегодно, а к концу десятилетия довести это количество до 3,5 млн штук. Без прогресса в сфере технологий выпуска тяговых батарей компании таких результатов не достичь, поэтому до 2028 года она планирует вывести на рынок четыре новых типа тяговых аккумуляторов.

Источник изображения: Toyota Motor

Издание ArsTechinca взялось ещё раз обобщить имеющуюся на данный момент информацию о планах Toyota в этой сфере. Три из упоминаемых четырёх вариантов батарей, как поясняется, будут опираться на использование жидкого электролита, а четвёртый будет сочетать исключительно твердотельные компоненты для производства аккумуляторных ячеек.

Первым на очереди является «производительный» вариант литийионной батареи с жидким электролитом, который выйдет на рынок в 2026 году. По сравнению с теми батареями, которые сейчас используются Toyota в серийном электрическом кроссовере bZ4X, новые окажутся на 20 % дешевле в производстве, при этом обеспечат запас хода до 800 км и быструю зарядку за 20 минут.

В сегменте недорогих электромобилей Toyota тоже будет вынуждена использовать литиевые аккумуляторы на основе фосфата железа (LFP), которые весьма популярны в Китае и сейчас устанавливаются на одну из модификаций того самого кроссовера bZ4X за счёт сотрудничества с китайским поставщиком CATL. К 2026 или 2027 году Toyota рассчитывает сократить себестоимость LFP-батарей на 40 % и увеличить запас хода на 20 %. Скоростная зарядка в силу особенностей химического состава таких батарей будет занимать около 30 минут при восстановлении остаточного заряда с 10 до 80 %, но и это на фоне существующих характеристик окажется прогрессом.

Готовя аккумуляторы с твердотельными компонентами к 2027 или 2028 году, компания Toyota не забудет и о батареях с жидким электролитом. Их усовершенствованная версия появится на рынке к 2028 году, она получит конструкцию с биполярными электродами, которая сейчас уже применяется в тяговых батареях Toyota для гибридов. Содержание никеля в катодах будет увеличено, что в совокупности позволит добиться пробега на одном заряде в диапазоне до 1000 км, а себестоимость производства будет снижена на 10 % по сравнению с первым типом батарей, упоминаемых в данном материале.

Наконец, твердотельные батареи Toyota рассчитывает вывести на рынок в 2027 или 2028 году, они будут обеспечивать быструю зарядку за десять минут и отличаться более скромной массой, запас хода приблизится к 1000 км. Компания отказалась от первоначальных планов использовать твердотельные батареи только в составе силовых установок гибридов. К тому же, ранее считалось, что твердотельные батареи Toyota появятся на рынке уже к середине десятилетия.

Отдельное направление инновационной деятельности Toyota будет связано с усилиями по оптимизации компоновки аккумуляторных ячеек в батарее. Высота аккумуляторного блока не должна превышать 100 мм против нынешних 150 мм. Казалось бы, столь скромная разница не стоит прилагаемых усилий, но размещаемые под днищем электромобиля тяговые батареи способны либо ограничивать дорожный просвет, либо вынуждать проектировщиков увеличивать высоту крыши ради сохранения внутреннего объёма в салоне, а это уже негативно сказывается на аэродинамических характеристиках и экономичности электромобиля.

В настройках iPhone 15 обнаружился новый для смартфонов Apple подраздел, в котором выводится расширенная информация об аккумуляторе: месяц его производства, месяц первого использования, а также текущее число циклов зарядки.

Источник изображения: apple.com

Ранее информация об аккумуляторе отображалась в формате «Максимальная ёмкость» (Maximum Capacity), отображая насколько батарея может заряжаться в процентном выражении относительно заводской ёмкости. Теперь же можно ознакомиться с числом пройденных циклов перезарядки. Эти данные также можно было получить и прежде, но для этого требовать провести анализ состояния устройства, скопировать и вставить отчёт в приложение для заметок, а затем произвести поиск по запросу «last_value_CycleCount».

Источник изображения: twitter.com/raywongy

Пройденный цикл засчитывается, когда фиксируется разрядка батареи на 100 %, и не обязательно за один раз, пояснила Apple. К примеру, можно разрядить батарею на 75 %, зарядить её полностью, и при использовании заряда на 25 % на следующий день цикл завершится. В отдельных случаях это может занять несколько дней. Ёмкость литийионных батарей уменьшается с каждым полным циклом зарядки.

Во всех iPhone 15, включая модели Pro, обнаружилась ещё одна примечательная настройка, касающаяся работы аккумулятора — будучи активированной, она не позволяет ему зарядиться выше 80 %. Новые Apple iPhone поступят в продажу в предстоящую пятницу, 22 сентября.

Литиевые аккумуляторы в целом довольно теплолюбивы, поскольку на морозе существенно снижают остаточный заряд, и только за счёт их постепенного прогрева удаётся восстановить некоторую часть эксплуатационных качеств. Новое исследование доказало, что и длительное воздействие повышенных температур вредит тяговым батареям Tesla — по сути, они быстрее «изнашиваются» в жарком климате.

Источник изображения: Engage Tesla

Как поясняет Electrek со ссылкой на данные исследования Recurrent, оперирующие полученной от более чем 12 500 электромобилей Tesla Model Y не ранее 2020 года выпуска, эксплуатируемых в США, с течением времени их тяговые батареи быстрее теряют остаточную ёмкость при эксплуатации в климате, подразумевающем температуры окружающего воздуха свыше 30 градусов Цельсия. В районах США с более прохладным климатом электромобили Tesla после нескольких лет эксплуатации демонстрируют в среднем более высокую остаточную ёмкость тяговой батареи, хотя эта разница от силы измеряется несколькими процентами.

Протекающие в литиевых аккумуляторах Tesla химические процессы, по всей видимости, более благоприятно сказываются на долговечности самой батареи, если она не подвергается постоянному воздействию повышенных температур. К слову, недавнее исследование ресурса батарей электромобилей этой марки также показало, что частое использование фирменных станций экспресс-зарядки Supercharger не оказывает существенного влияния на снижение ресурса тяговых батарей. По крайней мере, применительно к условиям эксплуатации электромобилей Tesla это позволило разоблачить ещё один распространённый миф. Компания самостоятельно производит лишь часть используемых при выпуске машин тяговых аккумуляторов, в остальных случаях закупая их у Panasonic, CATL, BYD и LG Energy Solution, поэтому полученные при обработке статистики по электромобилям Tesla данные можно с оговорками распространять и на поведение тяговых батарей электромобилей других марок.

Пока европейские регуляторы подозревают китайских производителей электромобилей в демпинге, представители американской некоммерческой организации Rocky Mountain Institute утверждают, что при сохранении тенденции к снижению стоимости тяговых аккумуляторов к концу десятилетия электромобили станут дешевле среднеразмерных машин на ДВС в большинстве регионов мира, а в следующем десятилетии окажутся ещё и более выгодными в эксплуатации.

Источник изображения: Tesla

По данным исследователей, если в прошлом году стоимость хранения 1 кВт‧ч электроэнергии в тяговом аккумуляторе электромобиля достигала $151, то к 2030 году она может опуститься до значения от $60 до $90 за 1 кВт‧ч. Современные электромобили во многом остаются дорогими, поскольку 40 % их себестоимости определяется затратами на изготовление тяговой батареи. Более того, в Европе паритет по стоимости электромобилей и машин на ДВС будет достигнут уже в 2024 году, как считают эксперты, а в США он будет достигнут в 2026 году.

Если рассматривать прочие крупные рынки электромобилей, то Китай преодолеет этот рубеж в 2025 году, а Индия — в 2027 году. Расчёт проводился для среднеразмерных легковых транспортных средств, а в компактном классе паритет будет достигнут ещё быстрее. Фактически, в дальнейшем расходы на эксплуатацию электромобилей будут оставаться на более низком уровне по сравнению с машинами на ДВС сопоставимых размеров. При этом спрос на нефтепродукты со стороны легкового транспорта достиг своего пика в 2019 году, а после 2030 года он должен будет ежедневно снижаться как минимум на 1 млн баррелей в день, как считают эксперты.

При сохранении текущих темпов экспансии рынка электромобилей в Европе и Китае, как считают авторы прогноза, к 2030 году их объёмы продаж увеличатся как минимум в шесть раз, а доля на первичном автомобильном рынке достигнет значений от 62 до 86 %. По сути, это позволит большинству стран Европы к 2035 году отказаться от продажи новых машин с ДВС. Для США в целом подобные цели на законодательном уровне ещё не установлены, но штаты Нью-Йорк и Калифорния собираются добиться этого к тому же 2035 году.

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.