Репортаж от Wedoany，Американский стартап Air Energy получил финансирование для масштабного производства твердотельных литий-воздушных аккумуляторов. Эта технология способна в три-четыре раза повысить производительность дронов и обеспечить энергией более крупные электрические региональные самолёты.
Базирующаяся в Чикаго компания Air Energy совместно с Иллинойсским технологическим институтом участвует в программе Joules-1K Управления перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E) по разработке прототипа аккумуляторного модуля ёмкостью 1 кВт·ч с целевой плотностью энергии 1000 Вт·ч/кг, что примерно в три-четыре раза превышает показатели традиционных литий-ионных аккумуляторов. Программа рассчитана на два года, контракт на второй этап был заключён в январе, и команда Иллинойсского технологического института стала одной из шести команд, получивших контракт. Этот этап включает лётные испытания дронов.
В литий-ионных аккумуляторах реагенты хранятся внутри катода и анода. В литий-воздушных аккумуляторах используется литиевый металлический анод, а реагент для катода поступает из кислорода атмосферы, который не нужно хранить внутри аккумулятора, что снижает вес и повышает плотность энергии на уровне элемента до 1000–2000 Вт·ч/кг, по сравнению с 260–340 Вт·ч/кг у традиционных литий-ионных аккумуляторов. Механизм накопления энергии в литий-воздушных аккумуляторах основан на образовании ковалентных связей между литием и кислородом; этот процесс обратим, что позволяет заряжать аккумулятор. Сооснователь и технический директор Мохаммад Асади пояснил, что литий и кислород могут соединяться тремя способами: с переносом одного электрона с образованием пероксида лития, с переносом двух электронов с образованием супероксида лития и с переносом четырёх электронов с образованием оксида лития.
Твердотельный литий-воздушный аккумулятор Air Energy использует керамико-полимерный композитный твёрдый электролит, что позволяет осуществлять четырёхэлектронную окислительно-восстановительную реакцию. Асади отметил, что при переносе четырёх электронов в том же объёме можно накопить больше энергии, что приводит к более высокой плотности энергии. Твёрдый электролит безопаснее, чем легковоспламеняющийся жидкий электролит, используемый в литий-ионных аккумуляторах, а его структура предотвращает образование литиевых дендритов и тепловой разгон.
Первый этап программы Joules-1K стоил 1,5 миллиона долларов. Команда Иллинойсского технологического института продемонстрировала плотность энергии на уровне элемента 1000 Вт·ч/кг и 1000 циклов заряда-разряда с ограничением ёмкости. На втором этапе был заключён контракт на 3,2 миллиона долларов для разработки прототипа мягкого аккумулятора для дронов. Партнёрами проекта являются Национальная лаборатория Скалистых гор и Исследовательский центр технологий RTX.
С учётом вспомогательного оборудования на уровне аккумуляторной сборки текущая плотность энергии сборки составляет около 700 Вт·ч/кг. Цель Joules-1K — достичь 1000 Вт·ч/кг на уровне сборки. Асади заявил, что у компании есть путь к достижению цели в 2000 Вт·ч/кг в будущем.
Air Energy завершила раунд посевного финансирования с переподпиской, возглавляемый Resolute Venture Partners, ранним инвестором SpaceX и Tesla. Сооснователь и генеральный директор Бенджамин Дрейк заявил, что цель второго этапа — масштабирование технологии. Компания применяет подход к проектированию, ориентированный на производство, создаёт раннюю линию прототипирования для НИОКР и снижает риски процесса «рулон-рулон», чтобы сделать технологию совместимой с традиционным оборудованием для производства аккумуляторов. Компания планирует создать пилотную линию в Чикаго, возможно, в Национальном центре кибербезопасности производства MxD. Ожидается, что пилотное производство начнётся в 2027 году.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
