Ar Europa sugebės atgaivinti savo akumuliatorių pramonę?
Pastaraisiais metais Europa ėmėsi keleto drąsių žingsnių akumuliatorių pramonės srityje, tačiau patyrė ir keletą garsių nesėkmių.
Tiek Švedijos įmonė „Northvolt“, išorinis , tiek Norvegijos įmonė „Morrow“, išorinė nuoroda paskelbė bankrotą, o Europoje kyla baimių, kad žemynas praleido dar vieną technologijų perversmą.
Kadangi vis daugiau transporto ir pramonės šakų pereina nuo iškastinio kuro prie elektros, akumuliatorių sektorius greičiausiai taps augančia verslo sritimi.
Tačiau laikas, reikalingas naujiems produktams pateikti į rinką, kartu su žiauria konkurencija, ypač iš Kinijos, reiškia, kad tenka prisiimti didelę riziką.
Ar atsakymas galėtų slypėti beveik neįsivaizduojamai mažame mastelyje? Vis daugiau investuotojų ir tyrėjų mano, kad taip.
Vienas nanometras yra viena milijardinė metro dalis, tačiau būtent šiame lygmenyje atliekami kai kurie iš svarbiausių darbų.
„Jei pavyks tai įgyvendinti, tai turės įtakos labai daugeliui pramonės šakų [but] , tačiau tai rizikingas verslas“, – sako olandų technologijų įmonės „LeydenJar“ generalinis direktorius Christian Rood.
Pavadinta pagal XVIII a. elektros elementų pirmtaką, „LeydenJar“ naudoja technologiją, žinomą kaip plazminis nusodinimas, siekdama pagaminti lengvesnį ir efektyvesnį anodą – esminį visų baterijų komponentą.
Silicis yra labai veiksminga ir pigi medžiaga, tinkama naudoti anoduose, tačiau grynas silicis išsiplečia ir susitraukia, kai baterija veikia ir yra įkraunama, dėl to jis įtrūksta.
Tačiau naudodama plazminį nusodinimo metodą „LeydenJar“ gali – sluoksnis po sluoksnio – pagaminti ultratoną gryną silicio plėvelę, kuri neatsiranda įtrūkimų, o tai leidžia žymiai padidinti baterijos tarnavimo laiką, įkrovimo greitį ir energijos tankį (pagal „LeydenJar“ duomenis – iki 50 %).
„Ten, kur paprastai grynas silicio anodas sugriūtų, [this] jis išlieka stabilus, todėl tai buvo tikrai nuostabus išradimas“, – sako Rood.
„Mes sprendžiame baterijos silpnąją vietą.“
Komercinė gamyba prasidės 2026 m. pabaigoje, tačiau prireikė 10 metų, kad būtų pasiektas šis etapas – tai puikiai iliustruoja, kiek laiko ir investicijų reikalauja vadinamosios „Deep Tech“ inovacijos.
Tai neatsitiktinumas, kad „LeydenJar“ gamykla yra Olandijos mieste Eindhovene – ASML ir kitų svarbių kompiuterinių lustų pramonės atstovų buveinėje.
„Daugelis žmonių apie ekosistemas kalba teoriškai; galiu pasakyti, kad tai yra vienas iš mūsų konkurencinio pranašumo šaltinių“, – sako Rood.
„Būtent perėjimas nuo puslaidininkių prie baterijų mus išskiria – kai laboratorijoje įrodote principo veikimą, industrializavimui būtina dirbti su puslaidininkių technologijomis ir tiekėjais.
„Tai reiškia didelę riziką, bet taip pat ir daug galimybių patentavimo bei visos intelektinės nuosavybės apsaugos srityse. O tai padaryti JAV ar Kinijoje yra kur kas sudėtingiau.“
Nyderlanduose ir visoje Europoje veikia daugybė mažesnių „Deep Tech“ startuolių, siekiančių plėtoti nanotechnologijas baterijų rinkoje.
Vienas iš jų – „Powall“, startuolis iš Nyderlandų miesto Delft, kuris kuria komercinio masto įrangą, skirtą miltelių, kurie yra šiuolaikinių baterijų žaliava, nanodengimui.
Vėlgi, mastas yra labai mažas, o ši technologija, kaip ir anksčiau, atsirado puslaidininkių pramonėje.
Atskiri miltelių granuliukai matuojami mikrometrais, o dangos – nanometrais; jos dengiamos naudojant technologiją, vadinamą atominio sluoksnio nusodinimo metodu.
„Powall“ generalinis direktorius Roderik Colen man pasakoja, kad ši sistema suteikia daugybę galimybių koreguoti ir gerinti šiuolaikinių baterijų veikimą.
„Jūsų baterija veikia prasčiau nei anksčiau, kai ją panaudojate tūkstančius kartų – tą susidėvėjimą ar senėjimą galima sulėtinti, naudojant nanodangą“, – aiškina Colen.
„Galite turėti įdomią naują medžiagą su didesne talpa ar greito įkrovimo galimybe – visus šiuos naujoviškus sprendimus. Paprastai jos pasižymi viena labai gera savybe, tačiau turi trūkumų ilgaamžiškumo atžvilgiu.“
O tai reiškia, kad jos niekada netaps komerciniu produktu.
„Čia ir įsijungiame mes – suteikiame joms apsauginę dangą, kad šios naujos medžiagos galėtų veiksmingai veikti.“
Milteliai ir danga yra pernešami dujų srautu ir sujungiami cheminės reakcijos metu.
Pasak Coleno, tai yra tikslus, bet lankstus procesas, kurį galima beveik be galo pritaikyti.
„Galima labai tiksliai nustatyti norimą dangos storį. O tai daro didelę įtaką eksploatacinėms savybėms.“
Pastaraisiais metais Europa padarė keletą drąsių žingsnių baterijų pramonėje, tačiau patyrė ir keletą didelio atgarsio sulaukusių nesėkmių.
Tiek Švedijos „Northvolt“, išorinis ir Norvegijos „Morrow“, išorinis pateikė prašymus dėl bankroto, todėl Europoje kyla nuogąstavimų, kad žemynas praleido dar vieną technologijų perversmą.
Kadangi vis daugiau transporto ir pramonės šakų pereina nuo iškastinio kuro prie elektros energijos, akumuliatorių sektorius greičiausiai taps augančia verslo sritimi.
Tačiau laikas, reikalingas naujiems produktams pateikti į rinką, kartu su žiauria konkurencija, ypač iš Kinijos pusės, reiškia, kad tenka prisiimti didelę riziką.
Ar atsakymas galėtų slypėti beveik neįsivaizduojamai mažame mastelyje? Vis daugiau investuotojų ir tyrėjų mano, kad taip.
Vienas nanometras yra viena milijardinė metro dalis, tačiau būtent šiame lygmenyje atliekami kai kurie iš svarbiausių darbų.
„Jei pavyks tai įgyvendinti, tai turės įtakos labai daugeliui pramonės šakų [but] , tačiau tai rizikingas verslas“, – sako olandų technologijų įmonės „LeydenJar“ generalinis direktorius Christian Rood.
Pavadinta pagal XVIII a. elektros elementų pirmtaką, „LeydenJar“ naudoja techniką, žinomą kaip plazminis nusodinimas, siekdama pagaminti lengvesnį ir efektyvesnį anodą – esminį visų baterijų komponentą.
Silicis yra labai veiksminga ir pigi medžiaga, naudojama anodams gaminti, tačiau grynas silicis plečiasi ir susitraukia, kai baterija veikia ir yra įkraunama, dėl to jis įtrūksta.
Tačiau naudodama plazminį nusodinimo metodą „LeydenJar“ gali – sluoksnis po sluoksnio – pagaminti ultraploną gryną silicio plėvelę, kuri neatsiranda įtrūkimų, o tai leidžia žymiai padidinti baterijos tarnavimo laiką, įkrovimo greitį ir energijos tankį (pagal „LeydenJar“ duomenis – iki 50 %).
„Ten, kur paprastai grynas silicio anodas suskilinėtų, [this] išlieka stabilus, todėl tai buvo tikrai nuostabus išradimas“, – sako Rood.
„Mes sprendžiame baterijos silpnąją vietą.“
Komercinė gamyba prasidės 2026 m. pabaigoje, tačiau iki šio etapo prireikė 10 metų – tai puikiai iliustruoja, kiek laiko ir investicijų reikia vadinamosioms „Deep Tech“ inovacijoms.
Tai neatsitiktinumas, kad „LeydenJar“ gamykla įsikūrusi Olandijos mieste Eindhovene – ten, kur įsikūrusi „ASML“ ir kiti svarbūs kompiuterinių lustų pramonės atstovai.
„Daugelis žmonių apie ekosistemas kalba teoriškai; galiu pasakyti, kad tai yra vienas iš mūsų konkurencinio pranašumo šaltinių“, – sako Rood.
„Būtent perėjimas nuo puslaidininkių prie baterijų mus išskiria – kai laboratorijoje įrodote principo veikimą, industrializavimui būtina dirbti su puslaidininkių technologijomis ir tiekėjais.
„Tai reiškia didelę riziką, bet taip pat ir daug galimybių patentavimo bei visos intelektinės nuosavybės apsaugos atžvilgiu. O tai padaryti JAV ar Kinijoje yra kur kas sudėtingiau.“
Nyderlanduose ir visoje Europoje veikia daugybė mažesnių „Deep Tech“ startuolių, siekiančių plėtoti nanotechnologijas baterijų rinkoje.
Vienas iš jų – „Powall“, startuolis Nyderlandų mieste Delfte, kuris kuria komercinio masto įrangą, skirtą miltelių, iš kurių gaminamos šiuolaikinės baterijos, nanodengimui.
Vėlgi, mastas yra labai nedidelis, o ši technologija vėlgi atsirado puslaidininkių pramonėje.
Atskiros miltelių granulės matuojamos mikrometrais, o dangos – nanometrais; jos dengiamos naudojant technologiją, vadinamą atominiu sluoksnių nusodinimu.
„Powall“ generalinis direktorius Roderik Colen man pasakojo, kad ši sistema suteikia daugybę galimybių koreguoti ir gerinti šiuolaikinių baterijų veikimą.
„Jūsų baterija veikia prasčiau nei anksčiau po tūkstančių naudojimo ciklų – tą nusidėvėjimą ar senėjimą galima sulėtinti naudojant nanodangą“, – aiškina Colen.
„Galima turėti įdomią naują medžiagą su didesne talpa ar greito įkrovimo galimybe – visus šiuos naujoviškus sprendimus. Paprastai jos turi vieną labai gerą savybę, tačiau joms trūksta ilgaamžiškumo.“
O tai reiškia, kad jos niekada netaps komerciniu produktu.
„Čia ir įsijungiame mes – suteikiame joms apsauginę dangą, kad šios naujos medžiagos galėtų veiksmingai veikti.“
Milteliai ir danga pernešami dujų srautu ir sujungiami cheminės reakcijos metu.
Pasak Coleno, tai yra tikslus, bet lankstus procesas, kurį galima beveik begalė kartų pritaikyti.
„Galima labai tiksliai nustatyti norimą dangos storį. O tai daro didelę įtaką savybėms.“
