Американская компания Air Energy продвигает пилотное производство твердотельных литий-воздушных батарей с плотностью энергии 2000 Вт·ч/кг

Репортаж от Wedoany，Американский стартап Air Energy продвигает пилотное производство твердотельных литий-воздушных батарей, предназначенных для питания крупных электрических самолетов. Разрабатываемые компанией перезаряжаемые твердотельные литий-воздушные батареи призваны увеличить время полета дронов и открыть новые возможности для автономных систем.

Литий-воздушная батарея — это технология накопления энергии с высокой плотностью, использующая кислород в качестве ключевого компонента перезаряжаемой литиевой батареи. Она позволяет значительно снизить вес, а ее плотность энергии намного превышает показатели обычных литий-ионных технологий. Однако эта технология долгое время сталкивалась с инженерными проблемами. Поддержка Министерства энергетики США (DOE) позволила сохранить соответствующие исследования в начале XXI века.

В 2013 году Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики выявила ключевую проблему. Электрохимик лаборатории Ди-Цзя (Д.Дж.) Лю отметил, что в то время почти вся литература по литий-воздушным батареям была сосредоточена на катодных химических процессах, предполагая полную обратимость анода. Используя оборудование лаборатории Advanced Photon Source для наблюдения в реальном времени, команда обнаружила, что в процессе работы на аноде образуется гидроксид лития, что приводит к снижению производительности. Это исследование выявило сложные проблемы, с которыми сталкивается данная технология.

В 2023 году Аргоннская национальная лаборатория совместно с Иллинойсским технологическим институтом представила литий-воздушную батарею для электрических легковых автомобилей, электрических самолетов и дальнемагистральных грузовиков. Новая батарея заменяет традиционный жидкий электролит на твердый, и ожидается, что ее плотность энергии будет в четыре раза выше, чем у типичных литий-ионных батарей. Разработанный командой твердый электролит состоит из керамического полимерного материала, изготовленного из наночастиц недорогих элементов, и способен осуществлять четырехэлектронную реакцию при комнатной температуре, используя кислород из окружающего воздуха, без необходимости в резервуарах.

В 2024 году Министерство энергетики продолжило финансирование литий-воздушного проекта и включило это сотрудничество в программу финансирования JOULES 1K, требуя от получателей грантов достижения плотности энергии не менее 1000 Вт·ч/кг и 1000 Вт·ч/л на уровне системы и по окончании срока службы. Программа также уделяет внимание таким применениям, как электрические самолеты вертикального взлета и посадки (eVTOL), дроны и беспилотные подводные аппараты (UUV).

При поддержке Министерства энергетики компания Air Energy недавно завершила раунд переподписки посевного финансирования. Раунд возглавила Resolute Venture Partners, а также в нем приняли участие Illinois INVENT, Иллинойсский технологический институт, Evergreen Climate Innovations, Leslie Ventures, LLC и стратегические бизнес-ангелы. По данным Air Energy, раунд был инициирован Leslie Ventures, компанией, возглавляемой основателем и бывшим генеральным директором Veritas Technologies Марком Лесли, под руководством которого стоимость компании достигла 64 миллиардов долларов. Полученные средства будут направлены на найм дополнительных инженеров и оптимизацию производственных процессов для продвижения пилотного производства.