Опираясь на новаторскую работу по созданию аккумуляторной батареи из углеродного волокна, начатую в Шведском технологическом университете Чалмерса, высокотехнологичный стартап Sinonus работает над коммерциализацией новаторского нового поколения многофункционального углеродного волокна. По его замыслу, чудо-композит позволит снизить вес не только из-за его знаменито низкого базового веса, но и потому, что он будет выполнять функцию набора электродов, управляющих энергией, становясь структурной батареей, которая снижает зависимость от традиционного автономного аккумуляторного блока. Компания считает, что этот стиль хранения энергии может помочь совершить революцию во всем: от электрических самолетов до ветряных мельниц.
Представьте себе электромобиль, не отягощенный огромной батареей, напичканной киловатт-часами. Ему не понадобится столько энергии, чтобы двигаться вперед, и он сможет использовать меньший двигатель, что сэкономит еще больше веса. Или представьте себе eVTOL, который может взлетать, не поднимая литий-ионный якорь, требующий, чтобы он вернулся на землю в течение часа для зарядки. Или ветряную мельницу с лопастями, которые работают как собственные батареи, накапливая энергию в периоды низкого спроса для распределения в часы пик.
Синонус надеется создать будущее, в котором все эти видения сбудутся. Сейчас идет напряженная работа над новым поколением умного углеродного волокна, способного служить электродами встроенной батареи.
Шведы уже давно работают над конструкционными композитами, способными накапливать электричество. Впервые мы услышали об этой работе более десяти лет назад, когда Volvo объявила о своем участии в исследовательском проекте, который она предприняла в сотрудничестве с рядом академических партнеров, включая Чалмерса.
Чалмерс взял мяч и побежал за ним, а несколько лет спустя определил конкретный набор углеродных волокон, которые могли обеспечить правильное сочетание электропроводности и структурной жесткости. В конечном итоге компания разработала прототип «безмассовой» углеродной батареи.
В 2022 году университет и венчурная фирма Chalmers Ventures выделили проект в собственную компанию Sinonus. Стартап характеризует свою цель как «многоцелевую»: поиск материалов, выполняющих две или более функции, с целью экономии общих ресурсов.
Например, в электромобиле его аккумуляторная система из углеродного волокна предположительно будет весить столько же или меньше, чем традиционные структурные компоненты из стали и алюминия, но с преимуществом хранения собственной энергии и устранения необходимости в большом , тяжелый аккумулятор.
В этом месяце Sinonus назначила Маркуса Зеттерстрема своим новым генеральным директором, отвечающим за коммерциализацию углеродных волокон, которые одновременно служат электродами. Хотя компания не оценивает, когда эти усилия по коммерциализации могут привести к появлению первых продуктов, готовых к выходу на рынок, технология прошла долгий путь со времен тех суровых дней прототипов Volvo.
Конфигурация аккумуляторной батареи Sinonus из углеродного волокна Sinonus
Sinonus заявляет, что уже доказала свою концепцию в лаборатории, заменив батареи типа ААА на батарею с угольными электродами в маломощных приложениях. Чтобы идти туда, куда она хочет, ей придется существенно увеличить мощность, сначала с помощью таких устройств, как оборудование IoT и компьютеры, а в конечном итоге — до энергоемкого оборудования, такого как электромобили и самолеты.
«Хранение электрической энергии в углеродном волокне, возможно, не станет таким же эффективным, как традиционные батареи, но поскольку наше решение из углеродного волокна также обладает структурной несущей способностью, на системном уровне можно получить очень большой выигрыш, ” Зеттерстрем объясняет.
Конечно, нельзя игнорировать тот факт, что «не так эффективны, как традиционные батареи». Sinonus еще не опубликовала данные о плотности энергии для своей концепции батареи, но лабораторный прототип Чалмерса 2021 года имел ничтожную плотность 24 Втч/кг, что является лишь частью того, что вы получаете от современных литий-ионных аккумуляторов, которые можно найти во всем, от смартфонов до электромобилей. автомобили и самолеты.
Аккумуляторный элемент Sinonus в лаборатории Sinonus
Sinonus сохраняет оптимизм, указывая на предыдущее исследование Чалмерса, которое показало, что батареи из структурного углеродного волокна потенциально могут увеличить запас хода электромобилей до 70%. Компания предполагает, что более низкая плотность энергии также может оказаться положительным моментом, устраняя летучие химические вещества и высокие концентрации энергии, чтобы в конечном итоге снизить вероятность катастрофического отказа.
Затраты — еще один вопросительный знак, который висит над штаб-квартирой Sinonus в Гетеборге, как зловещая грозовая туча. Аккумуляторы для электромобилей сами по себе дороги, но будет ли их замена на специальное углеродное волокно электрического класса дешевле?
Похоже, что Маркуса Зеттерстрёма ждет непростая, но увлекательная работа. Мы с нетерпением ждем возможности увидеть, как он и команда Sinonus попытаются найти ответы на вопросы, касающиеся концепции структурной батареи и ее конечной жизнеспособности на рынке.
