Аккумуляторы будущего от Awesom Energy B.V.

Батареи на основе Фторида Лантана

В настоящее время основная проблема развития электрических транспортных средств, зеленой энергетики и электрических летательных аппаратов находится в области создания необходимых безопасных накопителей электрической энергии с высокой объемной плотностью энергии и скоростью заряда. Современные технологии накопителей электрической энергии используют элемент Li и на его основе создаются разные ветви аккумуляторов. Физическими и технологическими ограничениями этих аккумуляторов являются плотности энергии, скорость заряда и безопасность, такие батареи не полностью отвечают современным требованиям к электрическим транспортным средствам. Для решения поставленных задач технологий накопления электрической энергии необходимы новые технологические приемы и материалы.

Компания Awesom Energy B.V. успешно разработала твердотельные аккумуляторные батареи на основе Фторида Лантана. Фтор является самым электроотрицательным элементом и в объеме переносит самый большой заряд, в результате чего может сохранять максимальную электрическую энергию. Основная проблема в использовании фтора – он крайне активный и взрывоопасный. Для решения проблем безопасности ученые компании создали специальный класс твердых материалов для электродов, которые связывают фтор и одновременно дают возможность ионам перемещаться между твердым анодом и катодом. Изначально фторидный класс аккумуляторных батарей был разработан компанией для работы в условиях высоких температур и высокого давления, характерных для нефтегазовой, геотермальной и других отраслей промышленности. По причине открытия новых возможностей технологии Awesom Energy сосредоточилась на разработке батарей с более высокой плотностью энергии и мощностью, которые смогут работать при низких температурах, и применяться для общих целей. Такие твердотельные батареи могут легко выдерживать высокие температуры, короткое замыкание, перегрузки и другие любые опасные условия. Эти аккумуляторы смогут заряжаться менее чем за 3 минуты, а более простая упаковка и низкая стоимость в перспективе дает возможность полностью отказаться от систем охлаждения на транспортной технике. Что приведет к значительному снижению массы аккумуляторов, сопутствующих материалов и стоимости установки на транспортные средства.

В 4 раза большие плотность энергии и мощность

Компания была основана Дмитрием Григорьевым совместно с Владимиром Савановичем в 2015 году для коммерциализации технологии фторид ионных твердотельных батарей. Технология отвечает всем экологическим требованиям, является безопасной и достаточной по своим техническим характеристикам для всех видов использования.

Дмитрий Григорьев - визионер и предприниматель, посвятивший свою жизнь решению различных технологических задач, стоящих сегодня перед человечеством. Он начал свою карьеру в качестве бизнес-консультанта в крупнейших консалтинговых компаниях Лондона и Европы. Работал руководителем высшего звена в крупнейших нефтегазовых компаниях мира. Является экспертом мирового уровня в области энергетики и партнером фонда, специализирующегося на развитии технологий водородной энергетики, с масштабными инвестициями в десятки технологических компаний.

Владимир Саванович - ученый-физик, опытный бизнес-лидер, предприниматель в области высоких технологий и биотехнологий, инвестор в высокотехнологичные компании на ранних стадиях, посвятивший свою жизнь коммерциализации наукоемких технологий служащих человечеству с целью улучшения жизни людей.

Традиционно мировой рынок твердотельных аккумуляторов разделен по типу аккумуляторов, таких как литий-ионные, свинцово-кислотные, литий-металлические, никель-кадмиевые и никель-металлогидридные. Существуют новые компании, такие как Pellion Technologies, Sion Power, PolyPlus, Solid Energy Systems и Ion Storage Systems, которые занимаются разработкой литий-металлических аккумуляторов, а также группа компаний - Sila Nanotechnologies и Ionic Materials, - стремящихся создать полностью твердотельный аккумулятор.

Твердотельный аккумулятор состоит из твердого электролита и электродов. Эффективность работы батареи повышается за счет того, что твердые материалы являются хорошими проводниками. Высокая ионная проводимость батареи снижает внутреннее сопротивление и обеспечивает высокую плотность энергии. Высокое электронное сопротивление приводит к значительному улучшению сохранения заряда. Существенно улучшаются общие возможности системы за счет металлокерамических материалов на основе фтора которые могут быть легко сформованы в тонкую пленку. Передовые материалы и технологии, используемые в твердотельных аккумуляторах, позволяют значительно повысить надежность и производительность батарейных систем.

Перспективные литий-металлические элементы в стандартном корпусе могут потенциально обеспечить плотность энергии 250 Вт-ч/кг или 750 Вт-ч/л. Awesom Energy имеет полностью твердотельный аккумулятор и обеспечивает как минимум вдвое большую мощность и энергию, чем ближайший конкурент. Технологическое превосходство твердотельных батарей обеспечивает в 4 раза большую плотность энергии и в 4 раза большую мощность, что позволит быстро заряжать такие аккумуляторы.

Карта PowerCard

На базе этой технологии был разработан простой продукт – формат карты PowerCard, которая потенциально может быть интегрирована в любой смартфон или любое другое устройство. Потенциально PowerCard может использоваться вместе или просто заменять встроенный аккумулятор смартфона. Эта ежегодная рыночная ниша может оцениваться более чем в 100 млрд. USD.

Технология фторидных элементов Awesom Energy имеет один очень специфический технический аспект: плотность энергии и мощность элементов растет экспоненциально с ростом температуры. Это означает, что батареи на ее основе не только абсолютно безопасны, но и лучше работают при более высоких температурах. Таким образом, технология физического осаждения паров (PVD) позволяет создавать элементы с гораздо более тонкими слоями, что дает возможность достичь технически превосходных характеристик по плотности энергии (более 1000+ Вт-ч/л, теоретически до 5000 Вт-ч/л) и мощности (более 5C). Эти технические характеристики, а также структура себестоимости менее 100 долларов США за 1 кВт-ч, которая может быть достигнута для суммарной производственной емкости от 35-37 МВт-ч в год, делают эту технологию особенно привлекательной для таких сегментов, как бытовая электроника, транспортные средства и IoT сектор.

Интернет вещей — это сеть взаимосвязанных устройств, которые взаимодействуют друг с другом, делая нашу жизнь более удобной. Однако распространение устройств IoT привело к росту энергопотребления. Фторид ионные батареи, обладающие высокой плотностью энергии и безопасностью, идеально подходят для питания таких устройств.

В отличие от химических и гальванических методов обработки поверхностей, PVD является экологически чистой технологией. Она является чистой и сухой, не содержит опасных материалов, не образует химических отходов и не загрязняет воду. Экологичные PVD-покрытия позволяют решить спорные вопросы, связанные с использованием цианида в ваннах для нанесения покрытий из благородных металлов и шестивалентного хрома для нанесения покрытий на пластик. Метод PVD соответствует всем требованиям природоохранного законодательства и не требует получения экологических лицензий.

Владимир Саванович считает, что развитие твердотельной фторид ионной технологии решит проблемы человечества с системами хранения и перевозки электрической энергии, позволит существенно улучшить электрические портативные устройства, ускорит развитие наземных и воздушных транспортных средств, а также больших накопителей энергии.