Šimtai bendrovių ir tūkstančiai mokslininkų iš viso pasaulio susiduria su tokio pobūdžio iššūkiais. O šioje gausioje minioje „Tesla Inc.“, Prancūzijos milijardierius ir startuolis iš Masačusetso, veržiasi į lyderius.
„Ateityje mūsų laukia technologijos, kurios ištobulina mechanizmų veikimą, labiau sulaiko energiją, yra ilgesnio veikimo ir mažesnių sąnaudų, – teigė fondo „Volta Energy Technologies LLC“ generalinis direktorius Jeffas Chamberlainas. – Šimtai milijonų, jei ne milijardų, dolerių išleidžiama moksliniams tyrimams.“
Žemiau pateikiamas perspektyviausių rinkos dalyvių, gaminančių bei parduodančių šias futuristines baterijas, sąrašas:
1. Mažesnis kobalto kiekis: „Tesla“
Baterijų gamintojos siekia sumažinti kobalto kiekį savo įrangoje iki minimumo tam, kad sukontroliuotų sąnaudas ir riziką reputacijai. Kobalto problema siejama su tuo, kad ji daugiausia iškasama Kongo Demokratinėje Respublikoje, šalyje, kuri ilgus dešimtmečius laikoma konfliktų zona. Nors daugiausia šios medžiagos išgaunama komercinėse kasyklose, apie 15 proc. išgaunamo kiekio tenka mėgėjiškoms kasykloms, kuriose dažnai naudojamas vaikų darbas, skelbia „Darton Commodities Ltd.“.
Todėl bendrovėms didinamas spaudimas, esą šios turi nustatyti, iš kur kilęs jų naudojamas kobaltas, ir įrodyti, kad jis gaunamas teisėtai.
Lengviau pasakyti, nei padaryti, nes didžioji dalis mineralo perdirbama Kinijoje, kur medžiagos, gautos iš skirtingų kasyklų, yra sumaišomos.
„Kobaltas, deja, gerai išlaiko medžiagos struktūrą. Jis nelyginant baterijos cementas, – teigė tyrimų organizacijos „Bloomberg NEF“ analitikas Jamesas Frithas. – Jis išlaiko chemines savybes įkrovimo/iškrovimo stadijos metu.“
Kongo vyriausybė neseniai pranešė didinsianti autorinius mokesčius gamintojams jau antrą kartą šiais metais. Tiekimo grandinės nestabilumas, taip pat didėjanti medžiagos paklausa sparčiai augančiame elektrinių automobilių sektoriuje paskatino kobalto kainų augimą. Šių metų balandžio pabaigoje kobalto kaina, palyginti su 2016 metų pradžia, pakilo daugiau nei keturgubai, nuo 10,60 iki 44,08 JAV dolerio už svarą (apie pusę kilogramo). Šiuo metu metalo kaina siekia 34 JAV dolerius už svarą.
Baterija, kurią šiuo metu gamina „Tesla“ savo „Model 3“ automobiliams ir namų vartotojams skirtiems „PowerWalls“, turi mažiau nei tris procentų kobalto, skelbia bendrovė. Toks kiekis mažesnis nei tas, kurį garsiausi Azijos gamintojai numatę savo ateities įrangoje.
Bendrovė pradėjo jas gaminti pernai birželį, palaipsniui jų gamybą didindama, augant modelių „Model 3“ gamybos apimtims. Per visus 2018 metus planuojama šių modelių gamybos apimtis padidinti iki 500 000.
Per neseniai vykusią telekonferenciją „Tesla“ vadovas Elonas Muskas tikino akcininkus, kad jai pavyks sumažinti kobalto turinį iki kone nulio.
Nors yra keletas mažesnių bendrovių, tiriančių ir gaminančių baterijas, kurių sudėtyje paprastai nėra kobalto – nuo „Lithium Werks“ Nyderlanduose iki JAV startuolio „Conamix“, – jų gaminamas mastas nė iš tolo neprilygsta „Tesla“ gamybos apimtims.
Pietų Korėjos chemijos milžinė šiuo metu gamina baterijas su 20 proc. kobalto. Ji siekia sumažinti jo kiekį perpus iki 2020–2021 metų. Bendrovė „SK Innovation Co Ltd.“, veikianti Seule, jau sukūrė bateriją, kuri šiuo metu turi 10 proc. kobalto, tačiau šių baterijų ji dar negamina, skelbia jos atstovas spaudai.
2. Saugesnės baterijos: „Bollore Group“
Su baterijomis susijusios problemos dažnai atsiduria žiniasklaidos dėmesio centre; incidentus su „Samsung“ išmaniaisiais telefonais ir su „Boeing Dreamliner“ nelengva pamiršti. Šia prasme jautrios ir elektrinių automobilių baterijos – tarkim, avarijos atveju, kai jos pažeidžiamos. Taip yra dėl skystojo elektrolito, degaus tirpalo, kuris perkelia įkrovą iš vieno baterijos galo į kitą. Esant nuotėkiui, baterija gali užsidegti.
Siekdami to išvengti, baterijų gamintojai mėgina pereiti prie kietųjų medžiagų. Prancūzų bendrovės „Bollore Group“, priklausančios milijardieriui Vincentui Bollore‘ui, padalinys „Blue Solutions“ pirmauja pagal kieto būvio baterijų apimtis ir jau įkūrė bei pradėjo eksploatuoti dvi gamyklas.
Ši sritis pastaraisiais mėnesiais pritraukė beveik 400 mln. JAV dolerių kapitalo. „Ionic Materials“ startuolis, įsikūręs Jungtinėse Valstijose, kuris mėgina skystį pakeisti plastiku, dar šiais metais pritraukė 65 mln. dolerių. Tarp investuotojų minimi tokios įmonės kaip „Renault-Nissan-Mitsubishi“, „Hyundai“, „Total“ ir „Hitachi“. Per vasarą „Volkswagen“ skyrė 100 mln. dolerių į „QuantumScape“, kuri gamina panašaus pobūdžio įrangą. Automobilių gamintoja pranešė ketinanti iki 2025 metų sukurti šios technologijos gamybos liniją.
„Blue Solutions“ jau gamina kieto būvio baterijas komerciniu mastu. Bendrovės gamyklose, veikiančiose šiaurinėje Prancūzijoje ir Kanadoje, kasmet pagaminama tiek baterijų, kad jos galėtų įkrauti 10 000 elektromobilių. Bendrovė pasirašiusi partnerystės sutartį su automobilių gamintojomis, tokiomis kaip „Daimler“ ir „Citroen“, ir inžinerijos įmone „Gaussin Manugistique“.
Pasak bendrovės „Blue Solutions“ atstovo spaudai, „mes vis dar turime įtikinti savo naujus klientus, kad jie neapsirinka pirkdami pirmąsias kieto būvio ličio baterijas“.
Bendrovė „Blue Solutions“ planuoja pristatyti atnaujintą kieto būvio baterijos versiją, kuri, kaip tikimasi, antrąjį 2019 m. pusmetį sutaupytų 40 proc. daugiau energijos.
3. Energijos tankis (vertė):
Galutinis baterijos tikslas yra sutalpinti maksimalų energijos kiekį labai mažoje ir lengvoje erdvėje. Kalbame apie energijos tankį. Kuo daugiau energijos baterija gali išsaugoti, tuo ilgesnį tarp įkrovimų nuotolį gali įveikti automobilis ar tuo daugiau valandų gali išbūti pakrautas išmanusis telefonas ar nešiojamasis kompiuteris. Svarbus ir svoris. Kuo lengvesnis mechanizmas, tuo mažiau energijos jam prireiks impulsui suteikti. Tai ypač svarbu automobilių, dronų ir atsirandančioje elektrinių lėktuvų pramonėje.
„Pellion Technologies“, Masačusetse veikiantis startuolis, gamina baterijas, kurios, įmonės teigimu, gali išsaugoti dvigubai daugiau elektros energijos kiekio nei tradicinės baterijos. Bendrovė jas savo klientams pradėjo tiekti praėjusį ketvirtį, o kitais metais ketina dešimteriopai padidinti gamybos apimtis.
Baterijų gamintojai stengiasi padidinti energijos tankį, sukurdami anodą, baterijos dalelytę, turinčią neigiamą krūvį. Elektros baterijoje anodas yra neigiamas jos polius. Šiandienos įrenginių anodas yra gaminamas iš grafito, nors mokslininkai dalį jo keičia siliciu ir ličio metalu.
„Kai pereinate nuo grafito prie silicio, galite ženkliai sumažinti kiekį medžiagų, būtinų šių anodų gamyboje, – teigė grupės „Wood Mackenzie Ltd.“ skyriaus GTM Research“ direktorius Ravis Manghanis. – Kai jis keičiamas į ličio metalą, mes kalbame apie energijos dvigubinimą arba trigubinimą.“
Įmonės „Pellion Technologies Inc.“ baterijoje ličio metalas naudojamas tik kai ji įkraunama, dėl to jos gamyba yra saugi, teigia įmonės vadovas Davidas Eagleshamas.
Bendrovė jas padėjo pardavinėti šiais metais, pirmasis užsakymas buvo gautas šių metų balandį. Nuo tada buvo pagaminta apie 30 000 elementų. Tikimasi jų gamybą kitais metais padidinti iki šimtų tūkstančių.
„Pellion“ baterijos „gali būti pagaminamos bet kurioje ličio-jonų gamybos įmonėje“, sakė D. Eagleshamas.
„Esame pasirašę partnerystės sutartis, kurios suteikia mums galimybes plėsti pajėgumų apimtis.“