В Украине разрабатывают революционные графеновые батареи. Что это такое и почему они изменят мир

Они недолговечны. Вы же замечали, как ваш смартфон начинает быстрее разряжаться со временем? Не меняйте батарею, и на второй-третий год эксплуатации вам придется заряжать его едва ли не два раза в день.

Они дорогие. Литий — это редкоземельный металл, однако его добыча — удовольствие мало того, что не дешевое, так еще и совершенно неэкологичное. Подробнее о том, почему этот материал называют белой нефтью, а также какую цену мы платим за производство современных аккумуляторов, вы можете прочитать в этом материале.

Они чувствительны к температуре. Наверняка вы или кто-то из ваших знакомых сталкивался с проблемой, когда смартфон постоянно отключается на холоде. Это происходило именно из-за литий-ионных аккумуляторов, которые быстро портятся в условиях «некомфортной» температуры.

Хотите убить батарею своего разрядившегося смартфона? Возьмите повербанк и начните его заряжать на улице, когда там уже вовсю сыпет снегом зима.

Или есть другая крайность — запустите какую-нибудь тяжелую игрушку и поставьте смартфон на зарядку — это неизбежно приведет к излишнему нагреванию аккумулятора. В общем, с литий-ионными батареями всегда нужно придерживаться баланса, если вы не планируете в скором времени ее менять.

Они небезопасны. Прекрасной демонстрацией небезопасности плохой проектировки батареи является Samsung Galaxy Note 7 — со временем даже сама компания призвала пользователей отказаться от покупки смартфона из-за угрозы взрыва.

Они требуют переработки. Утилизация батарей — вопрос достаточно непростой, ведь их нельзя просто закопать в землю и ждать, пока они там разложатся. Сегодня в странах ЕС и США фактически перерабатывают до 5 % аккумуляторов, а к 2030 году ежегодный объем отходов подобных «хранилищ» электроэнергии может достичь 2 млн тонн.

И что, графен исправит все эти проблемы?

Нет, графен не является панацеей. Будь все так просто, все технологичные компании уже давно вложили бы миллиарды денег в исследования и производили бы исключительно графеновые батареи. На данный момент его главное преимуществе — улучшение проводимости, благодаря чему такие батареи могут заряжаться намного быстрее.

Одновременно с этим графен достаточно легок, прочен и не представляет угрозы загрязнения для окружающей среды.

Да, такие продукты уже есть на рынке — эксперименты с ними проводили в Samsung, а Honor выпустил смартфон Magic с графеновой батареей. Тем не менее, прямо сейчас человечество еще не готово к тому, чтобы производить графен в промышленных масштабах: он слишком дорог и сложен в производстве.

Однако графен — это скорее дополнение, а не замена литий-ионным батареям. Он не станет невообразимой революцией, однако имеет все шансы стать тем самым новым шагом к будущему, в котором улучшаются не только камеры смартфонов и мощность процессоров, но и батареи.

Украина может стать «графеновым» центром мира

Все больше стартапов исследуют возможности графена и начинают создавать батареи, которые по многим параметрам выглядят намного лучше современных литиевых аккумуляторов.

Недавно мы писали об австралийском стартапе Graphene Manufacturing Group, который создал батарею из алюминия и графена. Разработчики, конечно же, называют новинку «прорывом» и обещают начать серийное производство этих аккумуляторов уже в 2022 году. Однако ради новых технологий не стоит смотреть исключительно за океан.

Среди многих компаний, которые пытаются найти применение графену есть и украинцы — выпускать литий-ионные батареи с использованием графена планирует компания MaxAh. Сейчас инженеры тестируют разные литий-ионные батареи, чтобы проверить все возможные сочетания и найти оптимальное — из аллюминия, марганцевой шпинели, серы и железо-фосфорных соединений.

Как отмечают в компании, их технология производства батарей — это пока что закрытая информация. Подробнее о ней можно будет прочитать в статье, которая выйдет в журнале Journal of the Electrochemical Society в конце ноября. Однако предварительные результаты лабораторных исследований, которые компания представила летом на международной конференции Advanced Batteries, Accumulators and Fuel Cells, выглядят достаточно многообещающие.

«Наши научные руководители предсказывали улучшение показателей мощности заряда, процессов распределения и хранения энергии. Испытания продемонстрировали, что прогнозы сбылись, а показатели значительно выше прогнозируемых», — комментирует для НВ результаты закрытых экспериментов СЕО компании Сергей Дубиневич.

Он отмечает, что у Украины есть одно неоспоримое преимущество — наличие всех необходимых компонентов, что позволит создать весь процесс производства, не заказывая компоненты из-за рубежа. Это положительно отразится как на стоимости, так и на процессе сборки, ведь компании не придется постоянно решать проблемы с поставками из-за рубежа.

В компании отмечают, что уже заключили предварительные договоры с первыми потенциальными клиентами. Среди них — украинская компания Delfast, которая усадила на свои электробайки полицейских США и Мексики, а сейчас постепенно переносит свое производство из Китая в Украину.

В Delfast на запрос НВ прокомментировать потенциальное сотрудничество ответили, что пока еще не имели возможности протестировать новую батарею MaxAh и подписали договор о намерениях с представителями стартапа летом этого года.

«Пока что мы не получили тестовые образцы батарей, разработанных MaxAh, поэтому не можем комментировать ни инновационность подхода, ни совместимость продукта MaxAh с электробайками Delfast», — пишет представитель компании.

Рабочий прототип своей батареи будет представлен ближе к середине 2022 года. Приблизительно через 6−7 месяцев после этого компания планирует начать поставки продукта своим клиентам.

«Наша цель — это продукт для ключевых сфер: транспорт, энергетика, электроника, космос, медицина, оборона. Наш подход решает сразу три задачи: отсутствие готового продукта, медленную разработку и производство источников энергии; заоблачную стоимость производства», — отмечает Дубиневич.

Прямо сейчас MaxAh продолжает тестировать различные виды своих батарей. Затем компания создаст свой первый физический прототип и планирует привлекать дополнительные инвестиции, после чего сможет оптимизировать существующий бизнес-план. И ближе к концу 2022-го — началу 2023-го года готовый продукт будет представлен широкой аудитории.

Кто знает — возможно, графеновая революция начнется в Украине?