حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش
سیلا نانوتکنولوژیز؛ راهکار نسل بعدی باتری لیتیوم-یون

سیلا نانوتکنولوژیز؛ راهکار نسل بعدی باتری لیتیوم-یون

تاریخ : ۱۴۰۰/۰۷/۲۹ تعداد بازدید :‌ ۳۶۰۳
موضوعات : نانوباتری
نویسندگان : فائزه باغانی-مترجم
نسل بعدی فناوری باتری لیتیوم-یونی که توسط استارتاپ سیلیکون‌ولی، سیلا نانوتکنولوژیز (Sila Nanotechnologies) توسعه یافته است، به تازگی اولین حضور خود را در بازار مصرف تجربه کرد. ردیاب تناسب اندام جدید ووپ (Whoop) دارای باتری سیلا است که پیشرفت قابل توجهی را در باتری‌های لیتیوم-یون نشان می‌دهد؛ انرژی بیشتر در سلول باتری با هزینه کم‌تر.

نسل بعدی باتری‌های لیتیوم-یون در ووپ 4.0 رونمایی شد

غول تولیدکننده پوشیدنی کالیفرنیا، ووپ، جدیدترین ردیاب سلامتی و تناسب اندام خود را معرفی کرد. دستگاه ووپ 4.0 اولین محصول در بازار مصرف با استفاده از فناوری نوآورانه باتری سیلا است. این شرکت پوشیدنی شریک خوبی برای سیلا نانوتکنولوژیز است که به تازگی 200 میلیون دلار با توجه به ارزش 3.6 میلیارد دلاری خود سرمایه جمع‌آوری کرده‌است. باتری سیلا با افزایش ۱۷ درصدی چگالی انرژی نسبت به راهکارهای قبلی باتری در محصولات ووپ، منجر به کاهش کلی ۳۳ درصدی ضریب فرم ضده است.

علاوه بر امکان تولید پوشیدنی کوچک‌تر، استفاده از باتری سیلا همچنین به ووپ اجازه می‌دهد تا ویژگی‌های بیشتری را در جدیدترین دستگاه خود شامل شود. پایش سلامت، حسگر دمای پوست، پالس اکسی‌متر و مدیریت خواب با هشدارهای لامسه‌ای، بدون اینکه حداقل عمر باتری 5 روزه آن را خدشه‌دار کند به ووپ 4.0 اضافه شده است.

ورود باتری سیلا یکی از مهم‌ترین تغییرات در شیمی باتری است که در طی چند دهه گذشته به بازار مصرف‌کنندگان عرضه شده است. سیلا نانوتکنولوژیز معتقد است که عرضه این ردیاب تناسب کوچک گواهی بر موفقیت کار آن در دهه گذشته است.

این شرکت آینده‌ای را تصور می‌کند که تقریباً تمام نیازهای انرژی با الکتریسیته تأمین می‌شود. عرضه ووپ اولین گام در این زمینه است.

 

فناوری باتری سیلا

سیلا نانوتکنولوژیز طی ده سال گذشته به توسعه فناوری جدید باتری پرداخته است، باتری سیلا اولین محصول قابل فروش در نتیجه این تحقیقات است.

شیمی نوآورانه باتری این شرکت از سیلیکون در آند سلول به جای گرافیت استفاده می‌کند و در نتیجه باتری دارای 20 درصد چگالی انرژی بیشتر نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون معمول همراه با مساحت باتری کمتر است.

در توسعه این باتری جدید از همان ابتدا بر تجاری‌سازی متمرکز شد. در نتیجه آن، سیلا نانوتکنولوژیز سیستمی تولید کرد که می‌تواند به راحتی و به سرعت به بازار آورده شود و در پارامترهای تولید و طراحی موجود ادغام شود. این مزایا باعث می‌شود بدون به خطر انداختن چرخه عمر باتری، عملکرد شارژ یا ایمنی حفظ شود.

 

فرصت‌هایی برای نسل بعدی باتری‌ها

ظرفیت موجود برای ذخیره‌سازی انرژی، انقلاب انرژی مورد نیاز برای دستیابی به انتشار صفر CO2 را محدود می‌کند. برقی کردن تقریباً تمام فعالیت‌های مبتنی بر سوزاندن سوخت‌های فسیلی و تأمین انرژی شبکه‌های تجدیدپذیر و انرژی هسته‌ای گام‌های حیاتی هستند که باید برای حفاظت از محیط زیست برداشته شوند.

فناوری باتری، زیرساخت برقی شدن همه چیز است.

در حال حاضر تقاضا برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی باتری به شدت افزایش‌یافته است. تقاضای سالانه باتری بین سال‌های 2010 تا 2018 با 30 درصد افزایش به 180 گیگاوات ساعت در سال 2018 رسیده است. برآوردهای محافظه‌کارانه پیش‌بینی می‌کنند نرخ رشد به ۲۵ درصد کاهش خواهد یافت اما تا سال ۲۰۳۰ در این مقدار باقی خواهد ماند. با توجه به این میزان، تقاضای جهانی برای ظرفیت ذخیره‌سازی باتری، سالانه 2600 گیگاوات ساعت خواهد بود. برآوردهایی که کاهش هزینه برای باتری‌ها در نظر می‌گیرند، تقاضای ظرفیت ذخیره‌سازی باتری، سالانه بیش از 3500 گیگاوات ساعت را نشان می‌دهند.

 

در درجه اول سه عامل باعث این نرخ رشد بالا می‌شوند؛

1.      برقی‌سازی حمل و نقل و جابجایی

2.      کاربرد باتری در مقیاس بزرگ در شبکه‌های الکتریکی

3.      تنظیم مقررات سختگیرانه در مورد انتشار آلاینده‌ها

 

باتری‌های بهتر و مقرون به صرفه نیز بر تقاضا برای خودروهای برقی در آینده تأثیر می‌گذارند، همانطور که هنوز تغییرات ناشناخته‌ای در سیاست‌های دولت ایجاد شده است. 2000 گیگاوات ساعت برای 100 میلیون خودروی برقی در جاده‌ها کافی خواهد بود. برای جایگزینی همه موتورها با وسایل نقلیه برقی و ایجاد سیستم جهانی انرژی و حمل و نقل مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر، باید سالانه 30،000 گیگاوات ساعت ظرفیت ذخیره‌سازی باتری تولید شود.

انتظار می‌رود پیشرفت فناوری نسبت به افزایش تقاضا برای ذخیره‌سازی باتری پیشرفت کند. باتری‌های لیتیوم-یون با هزینه تنها 50 دلار در هر کیلووات ساعت قرار است در دهه آینده وارد بازار شوند. برای آنکه یک باتری مانند این مقرون‌به‌صرفه باشد، باید بتواند بیش از 10،000 چرخه شارژ سریع را تحمل کند، بیش از 30 سال دوام بیاورد و با مواد خام دردسترس تولید شود.

 

نوآوری در باتری ابتدا از طریق بازار مصرف‌کننده ارائه می‌شود

در حالی که باتری‌های جدید لیتیوم-یون در چند سال آینده تقاضای برق‌رسانی حمل و نقل و جابجایی را برآورده می‌کنند، ورود به بازار احتمالاً از طریق محصولات مصرفی مانند ووپ 4.0 انجام خواهد شد؛ زیرا محصولات مصرفی مانند محصولات پوشیدنی الزامات مهندسی کمتری نسبت به خودروها دارند و در مقیاس‌های کوچکتری تولید می‌شوند.

فناوری‌های جدید باتری که می‌تواند هم در محصولات مصرفی و هم خودرو مورد استفاده قرار گیرد، به احتمال زیاد موفق خواهد بود. به همین دلیل، فناوری جدید باتری باید از ابتدا مقیاس‌پذیر باشد.

مقیاس پذیری برای باتری‌ها شامل توانایی بهینه‌سازی محصولات در سیستم‌های الکتریکی موجود، به دست آوردن مواد خام از هر نقطه در جهان و شروع به تولید محصولات با حداقل تجهیزات جدید است.

 

گام بعدی برای سیلا نانوتکنولوژیز

سیلا نانوتکنولوژیز اکنون کار افزایش مقیاس عملیات تولید مجدد خود را آغاز خواهد کرد. پس از آن که این فناوری از آزمایشگاه برای عرضه تجاری ووپ مقیاس‌بندی شد، این شرکت سابقه خوبی در زمینه افزایش ظرفیت از خود نشان داد.

سرمایه‌گذاری مشترک با BMW و دایملر برای استفاده از فناوری باتری سیلیکون-آند سیلا، تا سال 2025 یک باتری سیلا را به بازار خودرو می‌آورد.

بهبود چگالی انرژی در باتری‌ها آزادی بیشتری را برای طراحان در تولید محصولات الکتریکی جدید ایجاد می‌کند، برق‌رسانی بیشتر فعالیت‌های بیشتر در آینده و امکان تغییر به انرژی تجدیدپذیر را فراهم می‌کند.

 

درباره نویسنده «بن پیلکینگتون»

بن پیلکینگتون نویسنده، ویراستار و نمونه‌خوان مستقل با مدرک کارشناسی‌ارشد در رشته ادبیات انگلیسی از دانشگاه آکسفورد است. او با استفاده از ارتباط نوشتاری متعهد به شفاف‌سازی است و از گفتن داستان‌های پیچیده و فنی به شیوه‌ای مناسب و قابل‌درک، لذت می‌برد.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نظر شما
security code