Cambrian baterija je nov, revolucionaran proizvod koji koristi organski materijal umesto retkih zemnih metala.
Organski karbonski materijali koji se koriste u bateriji prave se od pamuka ili biološkog otpada i imaju veliku mogućnost recikliranja.
Verzije ove baterije koje se brzo pune i visokog su kapaciteta mogu da dovedu struju u energetske pustinje i na mesta pogođena prirodnim katastrofama.
Litijum jonske baterije su postale važne poslednjih godina jer obezbeđuju prenosnu energiju za sve, od pametnih telefona do automobila. Ali njihova rasprostranjenost je takođe problematična: Nisu ekološke.
Ali energetska kompanija PJP Eye iz Tokija možda ima rešenje ovog problema sa svojom Cambrian baterijom. Ona koristi organske materijale umesto retkih metala i obećava bolje performanse i održivost. Ali prvo, da se malo osvrnemo na istoriju litijum jonske baterije – i zašto je neophodno da se sve promeni.
Prvi komercijalni proizvodi koji koristi litijum jonske (Li-ion) baterije pojavili su se 1991. godine. Od tada su one postale široko prihvaćene – tehnologija mobilnih telefona i laptop računara, menjajući način rada elektronike.
2019. godine su tri naučnika – uključujući Akira Yoshino, počasnog partnera u kompaniji Asahi Kasei Corporation – nagrađena Nobelovom nagradom za hemiju zbog njihovog rada na razvijanju litijum jonskih baterija. Zahtevi tržišta su nastavili da rastu, sa predviđanjem da će 2024. godine preći 80,5 milijardi dolara.
Litijum jonska baterija za pozitivnu elektrodu često koristi kombinaciju metala kao što su kobalt, nikl i litijum, a ugljenik se koristi za negativnu elektrodu. Velike se nade ulažu u to da će litijum jonske baterije napajati električna vozila, što bi pomoglo da bi se ostvare ciljevi održivog razvoja koji bi uticali smanjenje emisije ugljenika. Ovo je dovelo do povećanog zahteva za baterijama visokog kapaciteta, koje su sigurnije, duže traju, brže se pune i imaju veću propusnu moć.
Ugljenik koji se koristi u standardnim baterijama pravi se od naftnih proizvoda, ali kompanija PJP Eye je razvila tehnologiju za masovnu proizvodnju zasnovanu na karbonskim materijalima biljnog porekla. U Cambrian bateriji se za negativne elektrode koristi organski materijal, a za pozitivne materijali kojih ima dosta u prirodi (nasuprot onim retkim). Rezultat je veoma izdržljiv proizvod koji se pominje kao „jednokarbonska baterija“.
Proizvodnja ugljenika od organskih materijala
Kompanija PJP Eye otkrila je tehnologiju za proizvodnju ugljenika od pamuka skoro slučajno, tokom istraživanja karbonskih materijala.
Kada je kompanija napokon uspela da reprodukuje tehnologiju pod pažljivo kontrolisanim temperaturama i pritiskom, bilo je moguće realizovati recept za masovnu proizvodnju.
Osvojila je nagradu Tech Rocketship (čiji je sponzor britanska vlada) u kategoriji Budućnost mobilnosti za 2019–2020. godinu za inovativan startap japanske tehnologije. „Ljudi su počeli da obraćaju pažnju na našu tehnologiju održivih baterija“, kaže Inketsu Okina, direktor informacionih tehnologija kompanije PJP Eye.
„Britanske kompanije koje su uključene u ovaj projekat, koje su pioniri u naporima da se stvori održivost, posebno su bile impresionirane našim dizajnom elektroda, koji ne uključuje upotrebu retkih zemnih metala kao što su nikl, kobalt i mangan“.
Tehnike korišćene za dobijanje ugljenika iz biljnih izvora mogu se primeniti i na druge materijale, ne samo na pamuk.
„Jedna španska kompanija nas je snabdela biootpadom korišćenim u proizvodnji maslinovog ulja i mi smo iz toga uspeli da proizvedemo ugljenik“, kaže Okina. „Uspeli smo i da uzmemo biootpad od proizvodnje hrane u Okinavi, sastavljen od sirovih materijala kao što su šećerna trska i kelj, i da iz njih dobijemo ugljenik.“
Baterije u razvoju, koje proizvodi kompanija PJP Eye, brzo se pune, imaju veliki kapacitet, dugo traju i prenosne su.
Cambrian baterija je bezbedna alternativa: nema rizika od toga da se rasprsne ili eksplodira, čak i ako je prepunjena, pregrejana ili ako dođe do kratkog spoja. Kada se puni na visokom nivou struje, nema rizika od termalnog isticanja ili eksplozije.
Dizajn osigurava neznatno pogoršanje performansi nakon ponovljenog punjenja i pražnjenja. U eksperimentu univerziteta Kjušu, ova baterija je zadržala 84% originalnog kapaciteta posle 8.000 ciklusa punjenja. Zbog ovih inovacija je kompanija PJP Eye predstavljala Japan na Konferenciji Ujedinjenih nacija o klimatskim promenama (COP26) u takmičenju startapova za najviši domet čiste energije.
Održiva prenosna baterija
Cambrian baterija može da se napuni osam puta brže od konvencijalnih baterija, a sasvim se dopuni za samo 50 minuta.
„Kada rade od kuće ili iz kancelarije, tokom videokonferencije ili drugih poslova koji zahtevaju korišćenje računara, ljudi moraju da rade dok im je uređaj priključen na punjač“, kaže Okina. „Ljudi imaju slobodu da rade odakle žele, ako imaju baterije koje se brzo pune.“ „Ako je potrebno, baterija može da posluži kao izvor energije u slučaju nužde.“
QuVe baterija, trenutno u fazi razvoja, dizajnirana je sa idejom da radi u slučaju nužde i van mreže. Ima kapacitet od 1 kWh i više, nosiva je i njen lagani dizajn osigurava dostupnost struje čak i u katastrofama, kada ponovno uspostavljanje najbitnijih usluga može da potraje više dana.
Mogućnost brzog punjenja ovu bateriju čini idealnom za događaje na otvorenom i kampovanje, što vam daje sigurnost da nećete ostati bez struje.
Laboratorija 6 je licencirala upotrebu tehnologije Cambrian baterije za korišćenje u svojim proizvodima i izlazak QuVe modela od 1400Wh i 990Wh je bio u oktobru 2021. godine. „Cene naših proizvoda su 1,5 put skuplje od proizvoda konkurencije, ali mi možemo da se pohvalimo da naš proizvod traje i do nekoliko puta duže“, kaže Okina. „Mislim da nam tehnologija dugotrajne baterije daje prednost zbog odnosa cena-performanse.“
„Čak i u našem modernom svetu, mnogo ljudi nema pouzdan pristup struji, što stvara razlike u kvalitetu života i pristupu informacijama“, kaže Okina.
„Stvari koje neki ljudi uzimaju zdravo za gotovo, kao što su mobilni telefoni, računari i pristup internetu, mnogima su i dalje nedostupne. Kako napredujemo, želimo da doprinesemo i pomognemo svetu da eliminiše te razlike u dostupnosti struje. Čak i bez dalekovoda, tehnologija solarnih panela i prenosnih baterija znači da struja može biti svuda dostupna za struke od najveće važnosti, kao što su medicina, obrazovanje ili poljoprivreda.“
Izvor: teamCAD
