رانندگان خودروهای برقی و کاربران حرفه ای گوشی های هوشمند حسابی منتظر باتری هایی با آند سیلیکونی هستن؛ باتری هایی که قول دادن چگالی انرژی رو به طور چشمگیری بالا ببرن و زمان شارژ رو کم کنن تا امکان شارژ سریع ماشین برقی فراهم شود.
تو دهه ی گذشته یا بیشتر، چندین شرکت داشتن روی آندهای سیلیکونی کار می کردن و حالا این تکنولوژی کم کم داره راهش رو به لوازم الکترونیکی مصرفی باز می کنه. مثلا شرکت Whoop که گجت های پوشیدنی می سازه، از مواد شرکت Sila استفاده می کنه، در حالی که باتری های شرکت Group14 رو می شه تو طیف وسیعی از گوشی های هوشمند پیدا کرد.
اما جایزه ی واقعی بازار خودروهای برقیه که طبق گزارش Benchmark Minerals، خیلی بزرگ تر از بازار لوازم الکترونیکیه. با این حال، استارت آپ ها برای ورود به این فضا باید مواد آند سیلیکونی رو در مقادیر خیلی بزرگ تری نسبت به قبل تولید کنن. این تلاش ها در کنار رشد سایر بخش های استارتاپ انرژی پاک نشان دهنده یک حرکت جمعی به سمت راهکارهای پایدارتر و پیشرفته تر است.
پیشرفت های جدید در شارژ سریع ماشین برقی
شرکت Group14 برای رسیدن به این مقیاس، روز پنج شنبه اعلام کرد که تولیدش رو تو کارخونه ی BAM-3 در کره جنوبی شروع کرده. این واحد ظرفیت تولید سالانه تا 2٬000 تن مواد باتری سیلیکونی رو داره که برای 10 گیگاوات ساعت ذخیره سازی انرژی یا حدود 100٬000 خودروی برقی با برد بالا کافیه.
«ریک لوب»، هم بنیان گذار و مدیرعامل Group14 به تک کرانچ گفت: «این یه اتفاق بزرگ برای ماست و فکر می کنم برای کل این صنعت هم اهمیت زیادی داره.»
کارخونه ی BAM-3 به عنوان یه سرمایه گذاری مشترک بین Group14 و شرکت کره ای SK که سازنده ی باتریه، راه اندازی شد. SK مالک 75 درصد پروژه بود، اما تابستون گذشته سهمش رو به Group14 فروخت.
لوب گفت: «SK چالش های خاص خودش رو داشت؛ از مسائل مالی گرفته تا تغییر اولویت استراتژی هاشون در مورد باتری و مواد اون. همین موضوع یه فرصت عالی برای ما ایجاد کرد تا سهم اون ها رو بخریم.»
این استارت آپ با چندین شرکت مختلف همکاری می کنه، از جمله بخش باتری پورشه یعنی Cellforce Group، و همین طور شرکت های StoreDot، Molicel و Sionic. پورشه همچنین از طریق بازوی سرمایه گذاری خودش در Group14 سرمایه گذاری کرده.
بیشتر باتری های امروزی از کربن برای آند استفاده می کنن. این ماده خوب کار می کنه، اما دانشمندان مدت هاست می دونن که سیلیکون (که می تونه تا 10 برابر بیشتر یون های لیتیوم رو ذخیره کنه) برای ذخیره ی انرژی بهتره؛ البته اگه بتونن مشکل کلافه کننده ی دوامش رو حل کنن. آندهای سیلیکون خالص خیلی زود مستعد متورم شدن و خرد شدن هستن که باعث می شه برای چرخه های شارژ مکرر طی چندین سال مناسب نباشن.
راه حل Group14 یه داربست کربنی سخته که ذرات ریز سیلیکون رو سر جاشون نگه می داره و نمی ذاره آند متورم یا خرد بشه. این داربست پر از حفره های نانومتریه که اجازه می ده یون های لیتیوم و الکترون ها ازش عبور کنن. این ساختار همچنین کمک می کنه آند بدون خراب شدن، سریع شارژ بشه.
بعضی از مشتری های Group14 مثل Sionic، دارن از آندهای سیلیکونی برای بالا بردن چگالی انرژی تا 50 درصد استفاده می کنن. بقیه هم مثل Molicel، روی قابلیت شارژ سریع سیلیکون و امکان شارژ سریع ماشین برقی تمرکز کردن؛ از جمله طرحی که می تونه باتری رو فقط در عرض 90 ثانیه از صفر به صد برسونه.
این مدل استفاده از آندهای سیلیکونی می تونه بازار شارژ سریع ماشین برقی را متحول کند. شرکت چینی BYD که سازنده ی خودروهای برقیه، همین حالا هم دنبال چنین قابلیتیه: این شرکت هفته ی گذشته از یه پکیج باتری جدید رونمایی کرد که می تونه در عرض پنج دقیقه، «فوری» از 10 درصد تا 70 درصد شارژ بشه. (لوب متقاعد شده که BYD داره از ترکیب سیلیکون-کربن در باتری جدیدش استفاده می کنه و می گه: «حتما همین طوره.»)
آینده شارژ سریع ماشین برقی و کاهش نگرانی ها
اگه شبکه های شارژ بتونن از چنین خودروهایی پشتیبانی کنن، نگرانی از تموم شدن شارژ برای شارژ سریع ماشین برقی دیگه به خاطره ها می پیونده. امروزه خودروسازها تلاش می کنن تا بردی در حدود 480 تا 640 کیلومتر ارائه بدن تا نگرانی مشتری ها رو کم کنن، اما رسیدن به این ارقام نیاز به باتری های بزرگی داره که حجم، وزن و قیمت رو بالا می برن. قابلیت شارژ سریع ماشین برقی که بتونه تو چند ثانیه برد قابل توجهی ایجاد کنه، به خودروسازها اجازه می ده پکیج های باتری رو کوچک تر کنن و در هزینه و وزن صرفه جویی بشه.
لوب گفت: «من یه ریویان دارم که باتری 130 کیلووات ساعتی داره و قیمتش وحشتناک بالاست.» اما اون معتقده که با پیشرفت شارژ سریع ماشین برقی، ایده هایی مثل شارژ القایی پشت چراغ قرمز (که شاید امروز عجیب وغریب به نظر برسه) کم کم شدنی می شن. اون می گه: «دیگه اصلا به فکر شارژ کردن نمی افتید.»
ظهور فناوری های نوین در ساخت باتری، به ویژه استفاده از آندهای سیلیکونی، نویدبخش آینده ای است که در آن محدودیت های شارژ و برد مسافتی دیگر مانعی برای پذیرش خودروهای برقی نخواهند بود. با افزایش تولید انبوه این مواد و همکاری های استراتژیک بین استارت آپ های پیشرو و خودروسازان بزرگ، تحول در زیرساخت های انرژی و حمل ونقل سریع تر از آنچه تصور می شد در حال وقوع است.
Group14 opens factory to produce battery materials for flash charging EVs
