Производители аккумуляторов, которые могут заряжаться за несколько минут, устанавливают сборочные линии, приближая технологию к автосалонам.
В течение многих лет ученые в лабораториях от Силиконовой долины до Бостона искали неуловимое зелье из химикатов, минералов и металлов, которое позволило бы электромобилям заряжаться за считанные минуты и преодолевать сотни миль без подзарядки, и все это за гораздо более низкая стоимость, чем батареи, доступные сейчас.
Сейчас некоторые из этих ученых и основанные ими компании приближаются к важной вехе. Они строят заводы по производству аккумуляторных элементов следующего поколения, что позволяет автопроизводителям начать дорожные испытания технологий и определить, являются ли они безопасными и надежными.
Для чего они целые заводы?
Заводские операции в основном ограничены по масштабу и предназначены для совершенствования производственных технологий. Пройдет несколько лет, прежде чем автомобили с высокопроизводительными батареями появятся в автосалонах, и еще больше, прежде чем батареи станут доступны в автомобилях по умеренной цене.
Но начало конвейерного производства открывает заманчивую перспективу революции в области электромобильности.
Если технологии можно будет производить массово, электромобили смогут конкурировать с автомобилями, работающими на ископаемом топливе, по удобству и снизить их цену. Вредные выбросы от автомобильного транспорта могут быть существенно снижены. Изобретатели технологий могут легко стать миллиардерами — если уже не стали ими.
Для десятков молодых компаний, работающих над новыми типами аккумуляторов и аккумуляторных материалов, выход из закрытых лабораторий в суровые условия реального мира является моментом истины.
Производить миллионы аккумуляторных элементов на заводе гораздо сложнее, чем несколько сотен в чистом помещении — пространстве, предназначенном для минимизации загрязняющих веществ.
Компания QuantumScape
«То, что у вас есть материал, который имеет право работать, не означает, что вы можете заставить его работать»,
— сказал Джагдип Сингх, основатель и исполнительный директор QuantumScape, производителя аккумуляторов в Сан-Хосе, штат Калифорния, в самом центре города. Кремниевая долина. «Вы должны выяснить, как производить его таким образом, чтобы он был бездефектным и имел достаточно высокую однородность».
Риск усугубляется падением акций технологических компаний, лишивших миллиарды долларов стоимости компаний-аккумуляторов, котирующихся на бирже. Им будет не так просто собрать наличные деньги, необходимые им для создания производственных операций и оплаты труда своего персонала. Большинство из них имеют небольшой или нулевой доход, потому что они еще не начали продавать продукт.
QuantumScape стоила 54 миллиарда долларов на фондовом рынке вскоре после того, как стала публичной в 2020 году. Недавно она стоила около 4 миллиардов долларов.
Это не помешало компании построить завод в Сан-Хосе, который к 2024 году, если все пойдет хорошо, начнет производить элементы для продажи. Автопроизводители будут использовать продукцию завода, чтобы проверить, смогут ли батареи выдержать плохие дороги, резкие похолодания, жару и автомойки.
Как долго будут работать аккумуляторы?
Автопроизводители также захотят узнать, можно ли перезаряжать аккумуляторы сотни раз без потери способности накапливать электричество, смогут ли они пережить аварию, не загоревшись, и можно ли их производить дешево.
Не факт, что все новые технологии оправдают обещания их изобретателей. Сокращение времени зарядки и увеличение радиуса действия могут быть достигнуты за счет срока службы батареи, сказал Дэвид Дик, бывший руководитель Tesla, который сейчас работает консультантом по материалам для батарей. «Большинство этих новых концепций материалов обеспечивают огромные показатели производительности, но идут на компромисс в чем-то еще», — сказал г-н Дик.
Тем не менее, при поддержке Volkswagen, Билла Гейтса и авторитетных представителей Силиконовой долины, QuantumScape показывает, сколько веры и денег было вложено в компании, которые утверждают, что способны выполнить все эти требования.
Будущее – за электромобилями
Г-н Сингх, который ранее основал компанию по производству телекоммуникационного оборудования, основал QuantumScape в 2010 году после покупки родстера, первого серийного автомобиля Tesla. Несмотря на печально известную ненадежность родстера, мистер Сингх убедился, что будущее за электромобилями.
«Этого было достаточно, чтобы дать представление о том, что может быть», — сказал он. Он понял, что ключом была батарея, способная хранить больше энергии, и «единственный способ сделать это — искать новую химию, химический прорыв».
После многих лет экспериментов QuantumScape разработала керамический материал — его точный состав является секретом — который разделяет положительный и отрицательный концы батарей, позволяя ионам течь туда и обратно, избегая коротких замыканий. Эта технология позволяет заменить жидкий электролит, который переносит энергию между положительным и отрицательным полюсами батареи, твердым материалом, что позволяет накапливать больше энергии на фунт.
«Первые пять лет мы потратили на поиск материала, который мог бы работать», — сказал г-н Сингх. «И после того, как мы подумали, что нашли его, мы потратили еще пять лет или около того, работая над тем, как правильно его производить».
Хотя технически завод QuantumScape в Сан-Хосе представляет собой «предварительную» сборочную линию, его размер почти равен четырем футбольным полям. Недавно новых сотрудников ждали ряды пустых кабин с черными вращающимися стульями, а техника стояла на поддонах, готовая к установке.
В лабораториях Силиконовой долины и других мест десятки, если не сотни других предпринимателей преследовали ту же технологическую цель, опираясь на взаимосвязь венчурного капитала и университетских исследований, которые способствовали росту полупроводниковой и программной отраслей.
Еще одно известное имя — SES AI, основанная в 2012 году на основе технологии, разработанной в Массачусетском технологическом институте. SES поддерживают General Motors, Hyundai, Honda, китайские автопроизводители Geely и SAIC, а также южнокорейский производитель аккумуляторов SK Innovation. В марте компания SES, базирующаяся в Вобурне, штат Массачусетс, открыла в Шанхае завод по производству прототипов элементов. Компания планирует начать поставки автопроизводителям в больших объемах в 2025 году.
Акции SES также упали, но Цичао Ху, исполнительный директор и соучредитель, сказал, что его это не беспокоит. — Это хорошо, — сказал он. «Когда рынок плохой, выживают только хорошие. Это поможет отрасли перезагрузиться».
SES и другие производители аккумуляторов говорят, что им удалось решить фундаментальные научные проблемы, необходимые для создания более безопасных, дешевых и мощных элементов. Теперь нужно придумать, как производить их миллионами.
«Мы уверены, что оставшиеся проблемы носят инженерный характер», — сказал Дуг Кэмпбелл, исполнительный директор Solid Power, производителя аккумуляторов, поддерживаемого Ford Motor и BMW. Solid Power, базирующаяся в Луисвилле, штат Колорадо, заявила в июне, что установила пилотную производственную линию, которая к концу года начнет поставлять элементы для тестирования своим автомобильным партнерам.
Как вам статья?
