Лаборатория НУС будет строиться быстро

СИНГАПУР – Центр Национального университета Сингапура (NUS) разрабатывает аккумуляторы, которые позволят электромобилю (EV) полностью заряжаться за время, необходимое для заправки бензина на заправочной станции.

Эти батареи, изготовленные с использованием металлического ниобия, рассчитаны на то, чтобы прослужить на целое десятилетие дольше, чем те, которые сегодня питают электромобили, и, возможно, прослужат дольше самого автомобиля.

Батареи с быстрой зарядкой являются одними из ключевых проектов нового инновационного завода по производству аккумуляторов NUS стоимостью 5 миллионов долларов, поддерживаемого Национальным исследовательским фондом, который был официально открыт 22 мая.

Это знаменует вступление NUS в гонку по созданию аккумуляторов следующего поколения, поскольку литий-ионные аккумуляторы в настоящее время испытывают дефицит на фоне бума в электроэнергетике.

Лаборатория была запущена в сотрудничестве с бразильской компанией CBMM, ведущим мировым поставщиком ниобия, для разработки аккумуляторов быстрой зарядки со сроком службы 30 лет.

По словам профессора Антонио Х. Кастро Нето, директора Центра перспективных 2D-материалов NUS (CA2DM), этот объект позволяет разработчикам создавать и тестировать все части прототипа батареи на одной площадке, вместо того, чтобы обращаться к нескольким производителям для разработки каждой части батареи. ).

В центре расположен новый объект — Лаборатория усовершенствованных аккумуляторов CBMM-CA2DM.

Производители могут использовать множество инструментов для тестирования аккумуляторов, таких как печи для выращивания новых материалов и рентгеновские сканеры для изучения свойств используемых элементов.

В лаборатории также есть сухая комната, где влажность поддерживается на уровне 1 процента, и бескислородная камера для испытаний батарей, а также огнестойкая комната, где можно безопасно проверить долговечность прототипов.

«Этот проект во многом является пилотной линией по производству аккумуляторов», — сказал профессор Кастро Нето.

«Это не крупносерийное предприятие, подобное гигафабрике; идея состоит в том, чтобы произвести достаточное количество батарей, чтобы сторонние производители могли их протестировать, получить первый взгляд и получить (их) одобрение для использования на рынке».

По словам профессора Кастро Нето, предприятие открыто для одобренных производителей аккумуляторов и предприятий, стремящихся разрабатывать аккумуляторы следующего поколения.

Он добавил, что каждый проект будет рассмотрен группой ученых, которым необходимо убедиться, что проект действительно инновационный, а не обеспечивает постепенное улучшение уже имеющихся батарей.

Центр сначала делает ставку на ниобий-графеновые батареи, которые сочетают в себе устойчивую молекулярную структуру ниобия с электропроводностью графена, сказал глобальный руководитель отдела батарей CBMM Рожерио Рибас.

По словам г-на Рибаса, за последние четыре года CBMM продавала ниобий для увеличения срока службы батарей, используемых в электронике, такой как электрические скутеры и электроинструменты.

Теперь компания стремится сделать эту технологию более удобной и долговечной, выпустив прототип ниобий-графеновой батареи в 2024 году.

Структура ниобия более устойчива к нагрузкам во время зарядки аккумулятора, что продлевает срок его службы и предотвращает его перегрев, сказал г-н Рибас.

По его словам, после того, как ниобиевые батареи будут готовы, их можно будет заряжать не менее 10 000 раз, сохраняя при этом около 80 процентов своей стартовой емкости. Этот прогноз в пять раз выше, чем сегодня способны стандартные аккумуляторы для электромобилей.

«Если у вас есть аккумулятор, который работает дольше, вам не придется заменять его и предлагать на рынке новые материалы», — сказал г-н Рибас.

Компания стремится разработать автомобильные аккумуляторы, которые могут полностью заряжаться за 10 минут — примерно в три раза быстрее, чем новейшие элементы быстрой зарядки, используемые сегодня в электромобилях, — сохраняя при этом аккумуляторы долговечными и безопасными в использовании.

Г-н Рибас добавил, что еще неизвестно, как долго будет длиться каждый заряд ниобиевой батареи, но возможности быстрой зарядки будут означать, что меньшие аккумуляторные блоки могут обслуживать больше транспортных средств.

Эти батареи входят в число нескольких элементов следующего поколения, которые предлагают более экологичную альтернативу производству литий-ионных батарей, которые при выбрасывании производят токсичные отходы.