¿Qué tareas resuelven las nuevas tecnologías?
Para la creación de la tecnología de iones de litio, tres científicos recibieron
Desarrollo de baterías para vehículos eléctricos, almacén.La tecnología y la industria espacial están sucediendo mucho más rápido. También se producirá un avance tecnológico en el mercado de masas, pero para ello los fabricantes de equipos móviles deberán elegir la autonomía de los dispositivos como elemento clave de valor añadido. Sin embargo, la espera será larga. La Agencia Internacional de Energía estima que las baterías de litio seguirán siendo la tecnología dominante en las próximas décadas. Se prevé que los nuevos desarrollos ingresen al mercado no antes de 2025. Pero ahora se están sentando las bases para los cambios futuros; las principales tendencias están relacionadas con la tecnología de carga rápida, la reducción del tamaño y el aumento de la duración de la batería.
Startups para carga rápida
La tecnología de carga rápida tiene tresmomento: algoritmos de carga, parámetros de energía y sección del conductor. Si hablamos de tecnología móvil, entonces su carga no implica variedad de conectores y cables. El tipo C se ha convertido en el estándar de la industria, por lo que los algoritmos de carga como Power Delivery y Quick Charge están pasando a primer plano.
Su principal tarea es garantizar la transferencia de másla cantidad de energía a través del mismo cable, sin exceder la intensidad de corriente permitida (hasta 3 A). Pero el dispositivo no debe sobrecalentarse durante la carga, por lo que hoy se enfocan no solo en aumentar el voltaje de carga, sino también en desarrollar algoritmos especiales que reducen gradualmente la potencia (a medida que la batería restaura el nivel de carga). Además, la tecnología de carga rápida se está convirtiendo en uno de los puntos que aseguran la "vinculación" del consumidor al ecosistema de un determinado fabricante.
La startup canadiense GBatteries está tratando de resolverla tarea de reponer rápidamente la carga utilizando inteligencia artificial. La carga rápida se realiza gracias a los sucesivos micropulsos de una corriente en constante cambio. Hay algoritmos inteligentes integrados en las estaciones de carga: determinan cuándo enviar el siguiente impulso y determinan el nivel de voltaje para no dañar las baterías. Está previsto que la tecnología se combine con la generación actual de baterías de iones de litio. Está previsto que gracias a la idea, las baterías de los coches eléctricos podrán reponer la carga en 5-10 minutos. Los canadienses también están desarrollando estaciones de carga para otros equipos.
La tecnología de carga rápida ofrece yStartup israelí StoreDot. En lugar de modificar el funcionamiento del cargador, recurrieron a la química de la batería. En lugar de grafito, se utilizan estaño, germanio y silicio en combinación con compuestos orgánicos. La carga de la batería utilizada en el scooter eléctrico se reponía en solo cinco minutos. Los expertos están desarrollando una batería para teléfono que se puede recargar con la misma rapidez. Los inversores de la startup incluyen Mercedes Daimler y Samsung. Sin embargo, nuevamente, la pregunta está en el precio: inicialmente, las baterías definitivamente no serán baratas.
Startups que prometen baterías superdelgadas
Si hablamos de baterías de litio, entonces la tarea deproducir una batería con un grosor de aproximadamente 1 mm es bastante factible. Pero si es necesario mantener la capacidad, el volumen físico de la sustancia activa en la batería debe permanecer sin cambios. El resultado es una batería delgada pero muy ancha. Al mismo tiempo, los indicadores de la eficiencia energética del dispositivo serán más bajos que los de sus "contrapartes" estándar.
Por lo tanto, hay demanda de baterías de litio ultrafinas.sólo en áreas específicas de instrumentación. Cuando se trata del mercado masivo, los dispositivos compactos siempre están en demanda. Por ejemplo, en la línea de baterías externas de la red de distribución federal Energon, el modelo Revolter 5000 tiene solo 5 mm de grosor, y los consumidores ya perciben tales dimensiones como un formato súper delgado.
Entre las tecnologías que salvaráncapacidad de la batería mientras se reduce - startups de Japón. Por ejemplo, 3Dom (una startup que comenzó en 2014 en la Universidad de Tokio). Para el 2022, los planes incluyen la producción de baterías de metal de litio, que con las mismas dimensiones son más eficientes que las modernas baterías de iones de litio.
La tecnología japonesa se basa en la sustitución del carbono.Materiales para metal litio. Esta química proporciona una mayor densidad de energía, pero al mismo tiempo aumenta el riesgo de cortocircuitos e incendios.
Startups: para una larga vida
Hay muchos materiales de electrodos disponibles,proporcionando una estabilidad cíclica excepcional, por ejemplo, LTO o NMC. Pero debido al costo, dichas baterías no están disponibles para el mercado de consumidores en general. Y hasta el momento no existen condiciones previas para que la situación cambie pronto.
Pero se están produciendo cambios, no solo en el campoquímica de dispositivos, pero también controladores, gestión de carga, eficiencia energética de dispositivos. Trabajando en combinación, prolongan significativamente la vida útil de las baterías. Incluso Elon Musk, a quien le encantan las promesas audaces, admitió que mejorar las baterías de iones de litio es más prometedor y no busca tecnologías completamente nuevas.
Entre las nuevas tecnologías que se avecinanofrecer al mercado baterías donde los metales caros sean sustituidos por sustancias baratas y comunes. Por ejemplo, la startup estadounidense Conamix promete eliminar el cobalto, un elemento extraído en el Congo. El gobierno de esta república aumenta constantemente el impuesto a las materias primas. Los avances actuales permitirán reducir el contenido de este metal en las baterías de los vehículos eléctricos del 20% al 4%.
Cómo las baterías obstaculizan el desarrollo de tecnologías prometedoras
Desafortunadamente, progreso lento en el campoLas baterías de acumuladores en muchos aspectos limitan el desarrollo de industrias relacionadas. Los teléfonos inteligentes, las computadoras portátiles y los vehículos eléctricos se están volviendo cada vez más "llenos" tecnológicamente y requieren cada vez más energía. Por ejemplo, un usuario activo de un teléfono inteligente tiene suficiente batería para 6-8 horas. Además, en promedio, un ruso abre entre 10 y 12 solicitudes todos los días. En este sentido, los desarrolladores de teléfonos inteligentes seleccionan programas de ahorro de energía. Algunos fabricantes integran aplicaciones en el firmware de forma predeterminada, mientras que otros dejan la elección al usuario: ofrecen descargarlas. Si se dispone de baterías eficientes, las posibilidades de utilizar programas aumentarán.
Otra dirección es la energía solar.La mayoría de las instalaciones ocupan mucho espacio y son caras. Es un hecho conocido: la mayor parte de los costes de instalación de sistemas solares está asociada a la compra de baterías que almacenarán energía. Por lo tanto, un almacenamiento más barato y más eficiente desde el punto de vista energético permitiría una adopción significativamente mayor de tecnologías verdes.
Se produce la búsqueda de un almacenamiento energético eficiente yen el campo de la energía solar. Por ejemplo, los investigadores de la Universidad de Stanford ofrecen una alternativa: el uso de sistemas biológicos. La tecnología implica la extracción de metano utilizando la bacteria Methanococcus maripaludis. Luego está previsto convertirlo en electricidad gracias a la infraestructura existente.
Hay varias razones que inhiben la aparición.Baterías nuevas y más eficientes. Uno de ellos es el altísimo coste de desarrollo. Según Lux Research, en promedio, se necesitan hasta 40 millones de dólares durante ocho años para mantener a una startup enfocada en encontrar nuevas soluciones en el campo del almacenamiento y transporte de energía. Por ejemplo, la empresa japonesa New Energy & La Organización para el Desarrollo de la Tecnología Industrial asignó 90 millones para crear un nuevo tipo de batería. Pero lo más frecuente es que las startups tengan que buscar financiación. Por ejemplo, StoreDot recurrió al crowdfunding y logró atraer 6,25 millones de dólares en inversiones.
La replicación de nuevos desarrollos costará máscostoso. Se estima que se requieren alrededor de $ 500 millones para crear una nueva línea de producción y resolver solo los problemas relacionados, por lo que las tecnologías que parecen milagros no siempre se desarrollan rápidamente.
La introducción de nuevas tecnologías es lenta. Después de todo, han pasado más de 10 años desde la creación de baterías estables de iones de litio hasta el inicio de la producción en masa.
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