Минэнерго США выделяет $42 млн на разработку более эффективных современных аккумуляторов для электромобилей

В рамках дюжины отобранных проектов будут разработаны усовершенствованные аккумуляторы для электромобилей, которые заряжаются быстрее, обладают большей эффективностью и устойчивостью, а также повышают доверие потребителей к дальности действия.

Министерство энергетики США (DOE) сегодня объявило о выделении 42 миллионов долларов на финансирование 12 проектов по укреплению внутренней цепочки поставок современных аккумуляторов для электромобилей (EV). Проекты, отобранные для программы Electric Vehicles for American Low-Carbon Living (EVs4ALL), направлены на расширение использования электромобилей внутри страны за счет разработки аккумуляторов, которые служат дольше, заряжаются быстрее, эффективно работают при низких температурах и имеют лучший общий запас хода. Электрификация транспортного сектора имеет решающее значение для быстрой декарбонизации американской экономики и ликвидации отраслей, производящих тяжелые выбросы. Министерство энергетики напрямую поддерживает цели президента Байдена по разработке передовых технологий в Америке, которые приведут к переходу на экологически чистую энергию во всем мире, а электромобили составят половину всех продаж отечественных автомобилей в 2030 году.

“Продажи электромобилей в Америке утроились с начала работы этой администрации, и благодаря повышению эффективности работы батарей, отказоустойчивости и доступности объявленные сегодня проекты сделают электромобили привлекательными для еще большего числа водителей”, — заявила министр энергетики США Дженнифер М. Гранхолм. “Это беспроигрышный вариант для наших усилий по борьбе с изменением климата и обеспечению экологически чистого транспортного будущего Америки с помощью технологий, разработанных исследователями и учеными прямо здесь, у себя дома”.

Программа EVs4ALL управляется Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США-Energy (ARPA-E). ARPA-E отобрала следующие 12 команд из университетов, национальных лабораторий и частного сектора для устранения ключевых технологических барьеров на пути внедрения электромобилей путем разработки аккумуляторных технологий следующего поколения:

24M Technologies (Кембридж, Массачусетс) разработает недорогие и быстро заряжающиеся натриево-металлические аккумуляторы с хорошими низкотемпературными характеристиками для электромобилей. Конструкция элемента 24M будет включать сверхтолстый полутвердый катод, состоящий из современного активного материала натриевого катода, не содержащего кобальта и никеля, усовершенствованный высокотемпературный электролит с быстрой зарядкой, разработанный с использованием машинного обучения и автоматизированной технологии высокопроизводительного скрининга, и суперионный проводник натрия. (Сумма премии: 3 198 085 долларов США).

Компания Ampcera (Тускон, Аризона) разработает твердотельный аккумулятор, включающий технологию термомодулированных элементов (TMCT), разработанную EC Power, которая использовалась в обычных литий-ионных (Li-ion) аккумуляторах для питания автобусов во время зимних Олимпийских игр 2022 года.TMSSB состоит из кремниевого анода высокой емкости и высоковольтного богатого никелем литий-никель-марганцево-кобальтового катода. Сочетание TMCT с твердотельным электролитом с высокой ионной проводимостью обеспечит быструю зарядку в условиях окружающей среды. TMCT также обеспечивает время холодного запуска менее минуты при температуре окружающей среды -20 ° C, что делает TMSSB выгодным в условиях холодного климата. (Сумма премии: 2 120 120 долларов США).

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (Golden, CO) оценит данные и параметры, представляющие риски для элементов следующего поколения. Проект позволит получить представление о механизмах отказа, путях реакции, способах и последствиях отказа, пересмотренных стандартах тестирования, а также новых возможностях и инструментах, которые помогут снизить риск внедрения элементов следующего поколения для коммерческого применения. (Сумма премии: 3 425 000 долларов США).

Университет штата Огайо (Колумбус, Огайо) будет масштабировать свой прототип технологии мощных аккумуляторов, которые могут выдерживать быструю зарядку, демонстрируя при этом долговечность, намного превосходящую современные литий-ионные элементы. (Сумма премии: 3 876 363 доллара США).

Проект K (Пало-Альто, Калифорния) разрабатывает и выводит на рынок ионно-калиевый аккумулятор, который работает аналогично литий-ионным батареям. Основные свойства калиево-ионной системы позволяют заряжать ее намного быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы, а также позволяют работать при пониженных температурах. (Сумма премии: 2 587 618 долларов США).

Sandia National Laboratories (Альбукерке, Нью-Йорк) разработает новую систему прогнозного моделирования / моделирования и тестирования для оценки современных материалов батарей и безопасности элементов на ранней стадии. (Сумма премии: 3 700 000 долларов США).

Solid Power Operating (Торнтон, Колорадо) разработает литий-металлический анод с 3D-структурой и новый композитный катод из серы (ов) для обеспечения высокой энергии и быстрой зарядки электромобильных аккумуляторов. (Сумма премии: 5 600 000 долларов США).

Компания South 8 Technologies (Сан-Диего, Калифорния) разработает мощные литий-ионные аккумуляторные батареи с возможностью быстрой зарядки с использованием новой технологии электролитов на сжиженном газе (LiGas). Технологии South 8 будут использовать присущие электролиту LiGas преимущества в области безопасности, высокой мощности и низких температур в сочетании с высокоэнергетическим, недорогим и не содержащим кобальта катодом из литий-никель-марганцевого оксида (LNMO). (Сумма премии: 3 152 000 долларов США).

Tyfast Energy (Сан-Диего, Калифорния) будет использовать новую комбинацию электродных материалов и химического состава электролита, чтобы обеспечить высокую плотность энергии, сверхбыструю зарядку аккумулятора с длительным сроком службы. (Сумма премии: 2 823 199 долларов США).

Университет Мэриленда (Колледж-Парк, Мэриленд) увеличит скорость заряда / разряда, плотность энергии и диапазон рабочих температур твердотельных литий-металлических батарей. (Сумма премии: 4 852 733 доллара США).

Virginia Tech (Блэксбург, Вирджиния) разработает аккумуляторы для электромобилей с использованием катодов, не содержащих кобальт и никель, быстрозарядных и всепогодных электролитов, а также быстрозарядных и высокопроизводительных анодов на основе угля. За счет отказа от использования кобальта и никеля в катодах стоимость катода будет снижена на 50%. Кроме того, использование анода из угля / углерода /кремния позволит решить экологические проблемы, связанные с отходами угля, и снизить стоимость анода на 75% по сравнению с графитовым анодом. (Сумма премии: 2 945 000 долларов США).

Zeta Energy (Хьюстон, Техас) создаст новый анод с высоким содержанием Li, который также является высокодоступным и перезаряжаемым. Дополнительные физические и химические свойства катода и анода обеспечат трансформационную высокую скорость заряда и долговременную стабильность, а также минимизируют потери производительности при низких температурах. (Сумма премии: 4 000 000 долларов).