Η Amprius Technologies έχει αναπτύξει μια κυψέλη μπαταρίας ιόντων λιθίου που φτάνει τα 500 Wh/kg με συνεχή ρυθμό εκφόρτισης 1C. Η εταιρεία λέει ότι η νέα κυψέλη SiCore μπορεί να φτάσει σε αυτό το ποσοστό χρησιμοποιώντας συμβατικό εξοπλισμό κατασκευής μπαταριών.
Αποθήκευση περισσότερης ενέργειας
Αυτός ο συνδυασμός θα μπορούσε να έχει σημασία για τα αεροσκάφη όπου η μάζα της μπαταρίας περιορίζει άμεσα την αντοχή. Η κυψέλη χρησιμοποιεί μια άνοδο πυριτίου για να αποθηκεύει περισσότερη ενέργεια στο ίδιο βάρος μπαταρίας. Η Amprius είχε προηγουμένως επιδείξει κυψέλες άνω των 500 Wh/kg, αλλά αυτά τα σχέδια βασίζονταν σε εξειδικευμένες μεθόδους παραγωγής.
Η νέα γενιά επικεντρώνεται στο να κάνει αυτή την απόδοση συμβατή με την καθιερωμένη υποδομή κατασκευής ιόντων λιθίου. Αυτό θα μπορούσε να διευκολύνει τους πελάτες της αεροπορίας να επιλέξουν και να κλιμακώσουν την τεχνολογία.
Ώθηση παραγωγής 500 Wh/kg
Η ειδική ενέργεια μετρά πόση ενέργεια αποθηκεύει μια μπαταρία σε σχέση με τη μάζα της. Στα 500 Wh/kg (περίπου 227 Wh/lb), η νέα κυψέλη μπορεί να αποθηκεύσει 500 βατωρές για κάθε κιλό βάρους μπαταρίας.
Αυτός ο αριθμός καθίσταται ιδιαίτερα χρήσιμος σε αεροσκάφη που πρέπει να παραμένουν στον αέρα για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Οι σταθμοί πλατφορμών μεγάλου υψομέτρου μπορούν να περάσουν ημέρες ή και εβδομάδες λειτουργώντας πολύ πάνω από τα συμβατικά αεροσκάφη. Τα αεροσκάφη HAPS που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια αντιμετωπίζουν ένα ιδιαίτερα δύσκολο ενεργειακό πρόβλημα. Οι ηλιακές τους συστοιχίες παράγουν ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας, αλλά το αεροσκάφος εξακολουθεί να χρειάζεται αποθηκευμένη ενέργεια μετά τη δύση του ηλίου.
Μια μπαταρία υψηλότερης ενέργειας μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερη ενέργεια χωρίς να προσθέσει την ίδια ποσότητα μάζας. Αυτό θα μπορούσε να παρατείνει τον χρόνο πτήσης ή να αφήσει περισσότερο βάρος διαθέσιμο για ωφέλιμα φορτία. Το ίδιο πλεονέκτημα ισχύει για τα drones σταθερών πτερύγων και άλλα αεροσκάφη μεγάλης διάρκειας. Ο εξοπλισμός επικοινωνιών, οι αισθητήρες και τα συστήματα παρατήρησης ανταγωνίζονται για περιορισμένη χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου.
Η βαθμολογία 1C παρέχει επίσης σημαντικό πλαίσιο γύρω από το κύριο σχήμα. Υποδεικνύει ότι το στοιχείο μπορεί να εκφορτίζεται συνεχώς με ρυθμό ίσο με την ονομαστική του χωρητικότητα.
Άνοδοι πυριτίου για την αεροπορία
Η τεχνολογία έχει ήδη βρει μια θέση στην αεροπορία μεγάλου υψομέτρου μέσω της AALTO HAPS και των αεροσκαφών Zephyr. Η Amprius προμηθεύει στοιχεία για την πλατφόρμα από το 2018. Ένα αεροσκάφος Zephyr φέρεται να παρέμεινε στον αέρα για 67 ημέρες το 2025, σημειώνοντας παγκόσμιο ρεκόρ αντοχής. Η AALTO αναπτύσσει ηλιακά-ηλεκτρικά αεροσκάφη HAPS για συνδεσιμότητα και αποστολές παρατήρησης της Γης.
«Η πυκνότητα ενέργειας είναι θεμελιώδης για την αντοχή του Zephyr», δήλωσε ο Pierre-Antoine Aubourg, διευθύνων σύμβουλος της AALTO HAPS. Ανέφερε επίσης ότι περαιτέρω βελτιώσεις στην ειδική ενέργεια θα μπορούσαν να παρατείνουν τη διάρκεια πτήσης και να επεκτείνουν τις δυνατότητες της αποστολής.
Αυτό καθιστά το ορόσημο των 500 Wh/kg πιο σημαντικό από μια μόνο εργαστηριακή προδιαγραφή. Οι σχεδιαστές αεροσκαφών μπορούν ενδεχομένως να χρησιμοποιήσουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα χωρίς να επανασχεδιάσουν πλήρως τη διαδικασία παραγωγής μπαταριών τους.
Η μαζική παραγωγή ξεκινά αργότερα.
Η Amprius αναμένει εμπορική διαθεσιμότητα κατά το τέταρτο τρίμηνο του 2026. Οι πελάτες θα λάβουν κυψέλες σε μορφές ειδικές για την εφαρμογή. Η εταιρεία σχεδιάζει επίσης μια τυπική διαμόρφωση θήκης για μικρά συστήματα μη επανδρωμένων αεροσκαφών. Αυτή η μορφή ακολουθεί τις προδιαγραφές SAE JA1016.
Η αρχική παραγωγή θα πραγματοποιηθεί στις εγκαταστάσεις της Amprius στο Φρίμοντ της Καλιφόρνια. Οι υπάρχοντες κατασκευαστές συμβολαίων θα μπορούσαν αργότερα να υποστηρίξουν μεγαλύτερους όγκους παραγωγής.
Η στρατηγική κατασκευής αντιμετωπίζει ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια για την προηγμένη τεχνολογία μπαταριών. Μια κυψέλη μπορεί να επιδείξει εξαιρετική απόδοση στην ανάπτυξη, ωστόσο η κλιμάκωση αυτής της απόδοσης μπορεί να απαιτήσει εντελώς διαφορετικό εξοπλισμό.
Η SiCore δεύτερης γενιάς στοχεύει στην αποφυγή αυτού του κενού. Η απόδοση των 500 Wh/kg θα μπορούσε επομένως να δώσει στα αεροσκάφη μεγάλης διάρκειας περισσότερη αποθηκευμένη ενέργεια χωρίς να απαιτεί ένα εντελώς νέο οικοσύστημα κατασκευής.
www.worldenergynews.gr
