Η νεοφυής επιχείρηση NEO Energy Materials, η οποία παράγει υλικά για μπαταρίες πυριτίου, προχωρά σε μια καινοτομία που στοχεύει να μειώσει το κόστος των ηλεκτρικών οχημάτων.
Η νεοφυής επιχείρηση NEO Battery Materials ανακοίνωσε τη συνεργασία με άλλη νεοφυή επιχείρηση που θα προκύψει ως spin-out από ένα κορυφαίο πανεπιστήμιο των ΗΠΑ, χωρίς να την κατονομάζει. Η συμφωνία στοχεύει στην αύξηση της απόδοσης της ανόδου πυριτίου χαμηλού κόστους για μπαταρίες που παράγει η εταιρεία. Εάν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, θα υπάρξει σημαντικός, θετικός, αντίκτυπος στο κόστος των μπαταριών των ηλεκτρικών οχημάτων. Αυτό είναι το μόνο που είναι γνωστό προς το παρόν.
Η τεχνολογία των μπαταριών πυριτίου είναι πολλά υποσχόμενη
Οι μπαταρίες πυριτίου είναι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούν πυρίτιο για να αντικαταστήσουν το γραφίτη. Ο γραφίτης είναι εδώ και πολύ καιρό το βασικό υλικό για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά το πυρίτιο προσφέρει το πλεονέκτημα της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής, ταχύτερους χρόνους φόρτισης και χαμηλότερου κόστους, σε σύγκριση με τις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Οι στρατιωτικές υπηρεσίες των ΗΠΑ ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για τη νέα τεχνολογία μπαταριών πυριτίου λόγω της πιθανής εξοικονόμησης βάρους, η οποία αποτελεί σημαντικό στοιχείο για τους στρατιώτες που είναι φορτωμένοι, συνήθως, με σημαντικές ποσότητες ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Η εξοικονόμηση βάρους είναι επίσης ένα σημαντικό πλεονέκτημα για τους κατασκευαστές ηλεκτρικών οχημάτων. Η BMW και η General Motors συγκαταλέγονται στη λίστα με τις αυτοκινητοβιομηχανίες που ερευνούν την αποθήκευση ενέργειας με βάση το πυρίτιο.
Ωστόσο, οι ερευνητές μπαταριών πυριτίου έπρεπε να ξεπεράσουν ορισμένες σημαντικές προκλήσεις. Ήδη από το 2017, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ ανέφερε το κύριο πρόβλημα στις μπαταρίες πυριτίου το οποίο σχετίζεται με την αστάθεια της ενδιάμεσης φάσης του στερεού ηλεκτρολύτη (Solid Electrolyte Interphase, SEI).
H SEI είναι ένα φίλμ παθητικοποίησης που σχηματίζεται μεταξύ του ηλεκτρολύτη μίας μπαταρίας και της ανόδου και αποτελεί σημαντικό στοιχείο όλων των ηλεκτροχημικών συσκευών, όπως οι μπαταρίες λιθίου. Η SEI σταθεροποιεί κινητικά τους ηλεκτρολύτες σε ηλεκτρικά δυναμικά πολύ διαφορετικά από τα όρια της θερμοδυναμικής τους σταθερότητας, έτσι ώστε οι αντιδράσεις σε μία μπαταρία να έχουν τη δυνατότητα να προχωρήσουν και προς τις δύο κατευθύνσεις κατά τις διαδικασίες της φόρτισης και της εκφόρτισης.
Μπαταρίες πυριτίου με πολυμερείς ηλεκτρολύτες
Η συνεισφορά της NEO στο πεδίο των μπαταριών αφορά σε ένα σύνολο τριών υλικών ανόδου από πυρίτιο που παράγονται μέσω μιας πατενταρισμένης διαδικασίας παραγωγής που ονομάζεται «νανοεπικάλυψη ενός βήματος».
«Τα προϊόντα της NEO έχουν όλα επιτύχει Initial Coulombic Efficiency (ICE) μεγαλύτερη από 86% και υψηλή ειδική χωρητικότητα (>2500 mAh/g)», εξηγεί η εταιρεία. «Επιπλέον, μπορεί να επιτευχθεί ICE 92% ή υψηλότερο όταν το πυρίτιο της NEO αναμειγνύεται με τις υπάρχουσες ανόδους γραφίτη».
Η NEO προσθέτει επίσης ότι η τεχνολογία της «βελτιώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής και τη σταθερότητα του κύκλου της μπαταρίας σε σύγκριση με τα συμβατικές ανόδους πυριτίου». Η γραμμή παραγωγής εξακολουθεί να αναπτύσσεται σταδιακά και όλα δείχνουν ότι η εταιρεία βρίσκεται σε καλό δρόμο για την παραγωγή των νέων ανοδικών υλικών σε «ημι-εμπορική κλίμακα».
Εν τω μεταξύ, η πρόσφατα ανακοινωθείσα συμφωνία με το μη κατονομαζόμενο πανεπιστήμιο, στοχεύει στην επίτευξη πρόσθετων βελτιώσεων στην απόδοση, συνδυάζοντας τις ανόδους πυριτίου της NEO με πολυμερείς ηλεκτρολύτες. Η NEO επισημαίνει ότι οι ηλεκτρολύτες πολυμερών δεν είναι εύφλεκτοι, προβλέποντας σημαντικές βελτιώσεις στην ασφάλεια.
Αν και προφανώς υπάρχει πολύς δρόμος ακόμη να διανυθεί, η NEO είναι συγκρατημένα αισιόδοξη. «Η NEO και ο νέος της συνεργάτης αναγνωρίζουν ότι πρέπει να υπάρξει δημιουργική, αλλά και ταχύρυθμη, Έρευνα και Ανάπτυξη και συνεργασία για να κλιμακωθούν οι τεχνολογίες και των δύο μερών σε προϊόντα και αποτελέσματα που θα μπορέσουν να βγουν στην αγορά», ανέφερε η εταιρεία σε σχετική ανακοίνωση.
Με πληροφορίες από cleantechnica.com
