Профессор химии Дональд Сэдовей из MIT изобрел более десяти лет назад жидкометаллическую батарею с электродами из расплавленного металла и электролитом из расплава солей, основным достоинством которой должна была стать низкая стоимость. Для коммерциализации своего продукта он основал стартап Ambri, пишет Spectrum.
Батарея Ambri стоит от $180 до $250 за кВт*ч, в зависимости от размера и срока службы. Однако к 2030 году расчетная стоимость составит примерно $21 за кВт*ч. По крайней мере, в этом убежден основатель стартапа и его коллеги, а также руководство компании Marlborough, которая готовится разместить у себя первую жидкометаллическую батарею на 300 кВт*ч. Ее построят Ambri и коммунальное предприятие Xcel Energy в городе Аврора (Колорадо) в начале 2024 года. Полностью готовой к работе она должна стать к концу года.
Сниженная стоимость жидкометаллической батареи объясняется более доступными материалами, простыми химическими процессами и конструкцией по сравнению с литий-ионными аналогами, а также более долгим сроком службы.
«Идея жидкометаллической батареи делает ее уникальной для стационарного хранения. В отличие от литиевой, она не воспламеняется. И устойчива к спаду емкости, — объяснил Сэдовей. — У нас есть данные о тысячах циклов зарядки, это годы работы. Эта штука может 20 лет работать и все еще сохранит 95% емкости. Покажите мне кого-нибудь, кто пользуется 20-летней литий-ионной батареей».
Жидкометаллическая батарея Ambri состоит из трех жидких слоев, расположенных по уровню плотности. Самый плотный слой, катод из расплавленной сурьмы, находится внизу. Наверху самый легкий — анод из сплава кальция, а между ними электролит из хлорида кальция. Между ними нет никаких мембран или сепараторов.
Минусом новой химии и нестандартного форм-фактора стал долгий путь к массовому производству. Весь прогресс в технологии выпуска литий-ионных батарей ничем не мог помочь изобретателям. Пришлось все создавать с нуля, включая производственное оборудование.
Помимо Marlborough у Ambri есть крупный заказ на батареи от Microsoft. Компания хочет избавиться от дизельных генераторов, которые сейчас выполняют функцию автономного источника питания.
Для запуска производства Ambri понадобится надежный источник сурьмы. Почти 90% мировых запасов этого вещества находится на территории Китая, России и Таджикистана.
Немецкий исследовательский консорциум во главе с Fraunhofer IZM разработал технологию цинковых батарей, способных хранить электроэнергию и производить зеленый водород по запросу. Эти батареи дешевле литий-ионных аналогов и состоят из полностью перерабатываемых материалов. Первые испытания обещают 50% эффективности при хранении энергии и 80% при производстве водорода, с расчетным сроком службы в десять лет.
