Welche Aufgaben lösen neue Technologien?
Für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Technologie wurden drei Wissenschaftler ausgezeichnet
Entwicklung von Batterien für Elektrofahrzeuge, LagerTechnologie und Raumfahrtindustrie entwickeln sich viel schneller. Auch im Massenmarkt wird es zu einem technologischen Durchbruch kommen, dafür müssen sich die Hersteller mobiler Geräte jedoch für die Geräteautonomie als Schlüsselelement der Wertschöpfung entscheiden. Allerdings wird die Wartezeit lange dauern. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass Lithiumbatterien auch in den kommenden Jahrzehnten die dominierende Technologie bleiben werden. Neue Entwicklungen werden voraussichtlich frühestens 2025 auf den Markt kommen. Aber der Grundstein für zukünftige Veränderungen wird jetzt gelegt; die Haupttrends beziehen sich auf die Schnellladetechnologie, die Reduzierung der Abmessungen und die Erhöhung der Batterielebensdauer.
Startups zum schnellen Aufladen
Die Schnellladetechnologie hat drei HauptfunktionenMoment: Ladealgorithmen, Energieparameter und Leiterquerschnitt. Wenn es sich um mobile Technologie handelt, bedeutet das Laden keine Vielzahl von Anschlüssen und Kabeln. Typ C ist zum Industriestandard geworden, daher treten Ladealgorithmen wie Power Delivery und Quick Charge in den Vordergrund.
Ihre Hauptaufgabe ist es, den Transfer von mehr sicherzustellendie Energiemenge durch denselben Draht, ohne die zulässige Stromstärke (bis zu 3 A) zu überschreiten. Das Gerät sollte sich jedoch während des Ladevorgangs nicht überhitzen. Daher konzentrieren sie sich heute nicht nur auf die Erhöhung der Ladespannung, sondern auch auf die Entwicklung spezieller Algorithmen, die die Leistung schrittweise reduzieren (da der Akku den Ladezustand wiederherstellt). Darüber hinaus wird die Schnellladetechnologie zu einem der Punkte, die die "Bindung" des Verbrauchers an das Ökosystem eines bestimmten Herstellers sicherstellen.
Das kanadische Startup GBatteries versucht zu lösendie Aufgabe, die Ladung mit künstlicher Intelligenz schnell wieder aufzufüllen. Das schnelle Laden erfolgt dank aufeinanderfolgender Mikroimpulse eines sich ständig ändernden Stroms. In die Ladestationen sind intelligente Algorithmen integriert: Sie bestimmen genau, wann der nächste Impuls gesendet werden soll, und bestimmen den Spannungspegel, um die Batterien nicht zu beschädigen. Die Technologie soll mit der aktuellen Generation von Lithium-Ionen-Batterien kombiniert werden. Dank der Idee ist geplant, dass die Batterien von Elektroautos die Ladung in 5-10 Minuten wieder auffüllen können. Kanadier entwickeln Ladestationen auch für andere Geräte.
Schnellladetechnologie bietet undIsraelisches Startup StoreDot. Anstatt die Funktionsweise des Ladegeräts zu ändern, wandten sie sich der Chemie des Akkus selbst zu. Anstelle von Graphit werden Zinn, Germanium und Silizium in Kombination mit organischen Verbindungen verwendet. Die im Elektroroller verwendete Batterie wurde in nur fünf Minuten wieder aufgefüllt. Experten entwickeln einen Telefonakku, der sich genauso schnell aufladen lässt. Zu den Investoren des Startups zählen Mercedes Daimler und Samsung. Die Frage ist aber auch hier der Preis - zunächst werden die Batterien definitiv nicht billig sein.
Startups, die superdünne Batterien versprechen
Wenn wir über Lithiumbatterien sprechen, dann ist die Aufgabe vonDie Herstellung einer Batterie mit einer Dicke von etwa 1 mm ist durchaus machbar. Wenn jedoch die Kapazität aufrechterhalten werden muss, muss das physikalische Volumen des Wirkstoffs in der Batterie unverändert bleiben. Das Ergebnis ist eine schlanke, aber sehr breite Batterie. Gleichzeitig sind die Energieeffizienzindikatoren des Geräts niedriger als die seiner Standard- "Gegenstücke".
Поэтому сверхтонкие литиевые АКБ востребованы nur in bestimmten Bereichen der Instrumentierung. Wenn es um den Massenmarkt geht, sind kompakte Geräte immer gefragt. In der Reihe der externen Batterien des Bundesvertriebsnetzes Energon ist das Modell Revolter 5000 beispielsweise nur 5 mm dick, und solche Abmessungen werden von den Verbrauchern bereits als superdünnes Format wahrgenommen.
Unter den Technologien, die sparen werdenBatteriekapazität beim Schrumpfen - Startups aus Japan. Zum Beispiel 3Dom (ein Startup, das 2014 an der Universität von Tokio erschien). Bis 2022 sollen Lithium-Metall-Batterien hergestellt werden, die bei gleichen Abmessungen effizienter sind als moderne Lithium-Ionen-Batterien.
Die japanische Technologie basiert auf dem Ersatz von KohlenstoffMaterialien für metallisches Lithium. Eine solche Chemie sorgt für eine höhere Energiedichte, gleichzeitig steigt jedoch die Gefahr von Kurzschlüssen und Bränden.
Startups: für ein langes Leben
Es sind viele Elektrodenmaterialien verfügbar,Hervorragende Fahrradstabilität - zum Beispiel LTO oder NMC. Aufgrund der Kosten sind solche Batterien jedoch nicht für den allgemeinen Verbrauchermarkt erhältlich. Und bis jetzt gibt es keine Voraussetzungen, dass sich die Situation bald ändern wird.
Aber es finden Veränderungen statt - nicht nur vor OrtChemie der Geräte, aber auch Steuerungen, Ladungsmanagement, Energieeffizienz der Geräte. In Kombination verlängern sie die Lebensdauer der Batterien erheblich. Selbst Elon Musk, der mutige Versprechen liebt, gab zu, dass es vielversprechender ist, Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern und nicht nach völlig neuen Technologien zu suchen.
Zu den neuen Technologien, die kommen werdenBieten Sie Batterien auf den Markt, bei denen teure Metalle durch billige und übliche Substanzen ersetzt werden. Beispielsweise verspricht das amerikanische Startup Conamix, Kobalt, ein im Kongo abgebautes Element, zu entfernen. Die Regierung dieser Republik erhöht ständig die Steuer auf Rohstoffe. Aktuelle Entwicklungen werden den Gehalt dieses Metalls in Batterien von Elektrofahrzeugen von 20 % auf 4 % reduzieren.
Wie Batterien die Entwicklung vielversprechender Technologien behindern
Leider langsame Fortschritte auf dem GebietSpeicherbatterien schränken die Entwicklung verwandter Industrien weitgehend ein. Smartphones, Laptops und Elektrofahrzeuge werden immer technologischer "vollgestopft" und benötigen immer mehr Energie. Ein aktiver Smartphone-Benutzer verfügt beispielsweise über einen Akku für 6-8 Stunden. Darüber hinaus öffnet ein Russe durchschnittlich 10-12 Bewerbungen pro Tag. In diesem Zusammenhang wählen Smartphone-Entwickler Energiesparprogramme aus. Einige Hersteller bauen standardmäßig Anwendungen in die Firmware ein, während andere die Wahl dem Benutzer überlassen - sie bieten an, sie herunterzuladen. Wenn effiziente Batterien verfügbar werden, erhöhen sich die Möglichkeiten zur Verwendung von Programmen.
Eine andere Richtung ist Solarenergie.Die meisten Installationen nehmen viel Platz in Anspruch und sind teuer. Es ist eine bekannte Tatsache: Der Löwenanteil der Kosten für den Einsatz von Solaranlagen entfällt auf den Kauf von Batterien, die Energie speichern. Eine kostengünstigere und energieeffizientere Speicherung würde daher eine deutlich stärkere Einführung grüner Technologien ermöglichen.
Die Suche nach einem effizienten Energiespeicher erfolgt undim Bereich der Sonnenenergie. Zum Beispiel schlagen Forscher der Stanford University eine Alternative vor - die Verwendung biologischer Systeme. Die Technologie beinhaltet die Extraktion von Methan unter Verwendung des Bakteriums Methanococcus maripaludis. Es ist dann geplant, dank der vorhandenen Infrastruktur in Strom umgewandelt zu werden.
Es gibt mehrere Gründe, die das Erscheinungsbild beeinträchtigenneue, effizientere Batterien. Einer davon sind die extrem hohen Entwicklungskosten. Laut Lux Research dauert es im Durchschnitt bis zu 40 Millionen US-Dollar über einen Zeitraum von acht Jahren, bis sich ein Startup auf die Suche nach neuen Lösungen im Bereich Energiespeicherung und -transport konzentriert. Beispielsweise hat das japanische Unternehmen New Energy & Die Industrial Technology Development Organization hat 90 Millionen für die Entwicklung eines neuen Batterietyps bereitgestellt. Doch häufiger müssen Startups nach Finanzierungsmöglichkeiten suchen. StoreDot wandte sich beispielsweise dem Crowdfunding zu und schaffte es, Investitionen in Höhe von 6,25 Millionen US-Dollar anzuziehen.
Die Replikation neuer Entwicklungen wird mehr kostenteuer. Es wird geschätzt, dass etwa 500 Millionen US-Dollar erforderlich sind, um eine neue Produktionslinie zu schaffen und damit verbundene Probleme allein zu lösen. Daher werden Technologien, die wie Wunder erscheinen, nicht immer schnell entwickelt.
Die Einführung neuer Technologien ist nicht schnell. Immerhin sind mehr als 10 Jahre seit der Herstellung stabiler Lithium-Ionen-Batterien bis zum Beginn der Massenproduktion vergangen.
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