Перезаряжаемая бумажная батарея дешевле, безопаснее и не уступает по мощности литиевой

Аккумулятор, который безопаснее и дешевле литий-ионного, но при этом обладает сопоставимой плотностью энергии? Звучит как несбыточная мечта. Но такой аккумулятор действительно разрабатывается. В нём используется химическая реакция, основанная на возобновляемых источниках энергии, для хранения более 220 Вт/кг.

Сингапурский стартап Flint считает, что у него есть формула самого экологичного аккумулятора, который когда-либо видел мир, способного заменить литий в таких областях, как питание электромобилей и хранение энергии в сети. Возможно, это мечта. Или, может быть, это революционная экологичная батарея ближайшего будущего.

Полностью экологичная бумажная батарейка, которую можно переработать и поместить в компост в конце срока службы, звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. Это вызывает серьёзную настороженность, и вопросы льются потоком, как вода из прорвавшейся плотины.

Неужели его ёмкость настолько мала, что он бесполезен для чего-либо за пределами лаборатории? Нет, по оценкам Флинта, плотность энергии составляет 226 Вт/кг, что вполне соответствует диапазону существующих литиевых технологий.

Срок службы измеряется в часах, а не в годах? Нет, Флинт говорит, что срок службы перезаряжаемых аккумуляторов будет сопоставим со сроком службы традиционных аккумуляторов, в отличие от других одноразовых бумажных аккумуляторов.

Окажется ли невозможным масштабирование от лабораторных исследований до массового производства? Компания Flint разработала аккумулятор с расчётом на массовое производство и создаёт его с нуля, чтобы он работал в рамках существующих систем и процессов производства лития.

Кажется ли вам, что компания Flint тщательно продумала ответы на все острые вопросы, которые может задать скептик? Да, мы так думаем. Но это не значит, что мы не надеемся на то, что бумажная батарея может стать коммерчески реализуемой, даже если она будет в несколько меньшей форме, чем та, что предлагается сегодня.

Компания Flint, основанная «командой учёных, технологов, дизайнеров и новаторов», стремится напрямую бороться с изменением климата с помощью практичных, масштабируемых решений. На самом деле компания была основана не как стартап по производству аккумуляторов, а развивалась естественным образом из-за врождённого желания найти ответ на вопрос: «Почему инструменты, от которых зависит наша жизнь, так вредны для планеты?» Как и следовало ожидать, вскоре после поиска ответов компания сосредоточилась на аккумуляторах.

Основатель и генеральный директор компании Карло Чарльз и его команда считают, что лучшее решение может быть найдено не в результате простой настройки существующих аккумуляторных технологий, а в результате переосмысления всей системы. И химический состав аккумуляторов Flint отражает это – вместо простой замены одного-двух элементов Flint создает совершенно новую формулу из возобновляемых и легко перерабатываемых ингредиентов.

Запатентованный компанией химический состав аккумуляторов основан на целлюлозе, структурном растительном материале, используемом для производства бумаги, в качестве среды для переноса ионов между анодом и катодом. Затем Flint заменяет проблемные невозобновляемые источники энергии, такие как кобальт и литий, менее вредными для окружающей среды, легко перерабатываемыми металлами, такими как цинк и марганец.

Целлюлоза также лежит в основе более универсальной и гибкой структуры батарейки, что позволяет Flint изготавливать батарейки различных форм. Вместо того чтобы проектировать транспортное средство или устройство на основе батарейного блока, строители теоретически могли бы сконструировать батарею таким образом, чтобы она помещалась в оптимальное пространство в транспортном средстве или гаджете.

За прошедшие годы мы убедились, что заявить о следующей замечательной аккумуляторной технологии на бумаге и подкрепить заявление несколькими лабораторными результатами - это самая простая часть. Большой подъем заключается в том, чтобы вырвать эту следующую великую технологию у белых халатов и внедрить ее на производственные линии, причем сделать это за период времени, измеряемый единицами, меньшими, чем десятилетия. Вот почему Flint работает над созданием своей батареи в форме, которая может быть изготовлена с помощью тех же производственных процессов, которые в настоящее время используются для литиевых батарей.

Что касается стоимости, компания считает, что в конечном итоге сможет производить свои аккумуляторы примерно по 50 долларов США за киловатт-час, что составляет менее половины средней стоимости литий-ионных аккумуляторов в 2024 году. Во многом это стало возможным благодаря использованию широкодоступных экологичных материалов и металлов, которые добывать проще и дешевле, чем традиционные металлы для аккумуляторов.

Наконец, если у вас ещё осталось немного веры в чудеса, Flint утверждает, что его аккумулятор на основе целлюлозы значительно безопаснее и стабильнее, чем литиевый, и практически исключает вероятность катастрофического возгорания. Электролиты на водной основе стабильны, нетоксичны и разработаны таким образом, чтобы предотвратить перегрев, искрение и взрыв.

Компания Flint даже заявляет, что её аккумуляторы могут работать в течение короткого периода времени при нагревании открытым пламенем или повреждении, в конечном итоге разлагаясь без катастрофических последствий. Благодаря такой же стабильности и нетоксичной конструкции внутренности можно извлечь из вакуумной упаковки, извлечь и переработать металлы, а остальное оставить разлагаться естественным образом в почве без вреда для окружающей среды.

Ладно, это довольно многообещающее «небо в алмазах» обещание, которое нужно обдумать. Компания Flint понимает, что ей предстоит серьёзная работа по достижению поставленных целей, но она остаётся верной своей миссии. В конце 2024 года она завершила раунд начального финансирования в размере 2 миллионов долларов и планирует направить эти деньги на коммерческую экспансию, развитие интеллектуальной собственности и пилотную производственную программу на 2025 год.

Мы, конечно, надеемся, что это не последнее, что мы услышим от Flint, и мы не верим, что это так. Потому что даже если это будет только часть из того списка прорывов и преимуществ, у них всё равно будет очень особенный продукт для продажи.

Источник: NEW ATLAS