У нещодавньому дослідженні інженери досягли того, що зазвичай призводить до пожежі: вони направили на високоефективну батарею пропановий пальник з температурою 3600°F (1982°C). Не було ані вибуху, ані панічного шипіння, ані токсичного диму. Більше того, як тільки пальник вимкнули, полум’я просто зникло.
Цього тижня американська компанія PolyJoule офіційно презентувала свою батарею третього покоління — технологію, розроблену для “самозгасання”. Поки інші гравці на ринку витрачають мільярди на запобігання вибухам батарей, PolyJoule створила батарею, яка навіть не підтримує горіння.
Звичайні батареї — у смартфонах, Tesla чи великих системах зберігання енергії — залежать від металів, таких як літій, кобальт або нікель. Ці метали є реактивними та схильні до “теплового розгону” — небезпечного процесу, коли одна перегріта комірка викликає масштабну пожежу.
“Батареї не повинні викликати пожежі. Батареї не повинні поширювати пожежі. Батареї не повинні загорятися взагалі”, — зазначив співзасновник і CEO PolyJoule Елі Пастер.
Ідея проста, але саме з нею індустрія довго не могла впоратися. Рішення PolyJoule — органічне. Усередині комірки замість “вогняної пастки” з літієвого металу використовується інноваційна пара: провідний полімерний катод та рідкий сольовий електроліт. Замість металевої кристалічної решітки батарея використовує провідні полімери для зберігання заряду.
“Насправді, наші батареї вже функціонують у мережевих системах з 2021 року, а загальний час реальної експлуатації перевищив 263 млн годин”, — стверджують у PolyJoule.
Щоб продемонструвати стійкість технології, компанія опублікувала відео, де повнорозмірну комірку піддають прямому впливу пропанового пальника температурою 1982°C, спрямованого прямо на внутрішні компоненти. Незважаючи на екстремальну температуру та видиме виділення газів, батарея не підтримала горіння. Як тільки пальник прибрали, полум’я миттєво згасло — продемонструвавши рівень термічної стабільності, недосяжний для інших батарей на основі металів.
“Матеріали, які мають схильність до займання, часто містять реактивні метали, що спонтанно реагують із повітрям і леткими рідинами. Перевага батарей PolyJoule полягає в тому, що вони не містять ні того, ні іншого”, — пояснив Тімоті Швагер, професор хімії MIT і співзасновник PolyJoule.
Більш довговічні та безпечні батареї для електромобілів
Хімія третього покоління забезпечує десятикратне збільшення щільності енергії в порівнянні з першою версією технології. Вона також розрахована на понад 10 000 циклів заряджання. Загалом, ця хімія усуває ризики теплового розгону, утворення дендритів і потребу у складних системах охолодження, які переслідують літій-іонні батареї. Компанія також заявляє про сертифікацію UL9540A та UL810A.
“Це стандарти, які перевіряють ризики займання й теплового розгону для великих систем накопичення енергії. На відміну від класичних літій-іонних батарей, технологія PolyJoule не потребує “чистих кімнат” для виробництва, не використовує рідкісноземельні метали та може працювати без HVAC-систем охолодження навіть у діапазоні температур від -20°C до +45°C”, — запевняють у PolyJoule.
У компанії також стверджують, що виробництво таких батарей споживає до 90% менше води та генерує до 80% менше викидів CO₂ в порівнянні з традиційними літій-іонними аналогами. Окрім цього, технологія дозволяє відмовитися від громіздких систем охолодження та використовує локальний ланцюг постачання. Перехід від кристалічних металевих структур до стабільної системи з рідкої солі та полімерів пропонує простіше рішення для основних проблем галузі: безпеки, нестабільності постачання та складності експлуатації.
“PolyJoule створила продукт, який можна безпечно встановлювати всередині будинків і бізнесів, використовуючи негорючі провідні полімери та рідкий сольовий електроліт із тиском пари в мільярди разів нижчим, ніж у електролітів літій-іонних батарей”, — додав Swager.
Поки світ стрімко переходить до “зеленої” енергетики, попит на стаціонарні системи накопичення енергії різко зростає. Але коли такі системи встановлюють поруч із будинками та лікарнями, просто “відносної безпеки” вже недостатньо. PolyJoule позиціонує свою технологію не лише як “зелену” альтернативу, а й як альтернативу, що забезпечує спокій. Компанія планує почати приймати заявки від установників сонячних систем та промислових клієнтів вже пізніше цього року.
СпецпроєктиHighload: як команда готується до пікових подій. Найкращі практики від SharksCodeRB24: що вміє застосунок РАДАБАНКу і чи варто його спробувати
Дякую, кеп: китайські вчені вирішили проблему загорання батарей — створили батарею, яка просто не може загорітися
Джерело: Interesting Engineering
Вражає, як технології розвиваються! Надійні та безпечні батареї — це саме те, що потрібно для майбутнього, особливо в епоху електромобілів і відновлюваної енергетики. Чекаю на їх масове впровадження!
Абсолютно вірно! Надійні батареї з високою термостійкістю та довговічністю змінять енергетику, зроблять електромобілі безпечнішими і доступнішими. Сподіваємося на швидке впровадження таких технологій у реальне життя.