Negatywny? W jaki sposób weteran marynarki wojennej odmówił przyjęcia „nie” dla swojego wynalazku dotyczącego baterii – TechCrunch


Kilkadziesiąt lat temu, młody inżynier marynarki wojennej na brytyjskiej atomowej łodzi podwodnej zaczął interesować się akumulatorami elektrycznymi pomagającymi w prowadzeniu jego statku. Cicho biegający pod zamarzniętą polarną pokrywą lodową podczas zimnej wojny niewiele wiedział, że w XXI wieku baterie staną się jednym z największych pojedynczych sektorów w technologii. Nawet planeta. Ale jego ciekawość pozostała u niego i prawie 20 lat temu postanowił realizować to marzenie, zrodzone wiele lat pod falami.

Podróż dla Trevora Jacksona rozpoczęła się, podobnie jak wiele rzeczy w technice, z badaniami. Zafascynowały go eksperymenty nie z bateriami litowymi, które zdominowały branżę baterii, ale z tak zwanymi bateriami „aluminiowo-powietrznymi”.

„Widziałem, jak Buzz i Neil chodzą po księżycu pięćdziesiąt lat temu” – mówi. „Lubię przygodę, więc po połowach homarów na wewnętrznych Hebrydach, a następnie dyplomie inżyniera, a następnie karierze w Rolls Royce, aby naprawić reaktory, wrócił do morza przez Britannia Royal Naval College. Uwielbiałem usługę podwodną, ​​ale 200 stóp pod Atlantykiem było dla mnie trochę cicho! Często pisałem pomysły na latające samochody i inne ciekawe rzeczy na temat nudnych zegarków między ćwiczeniami rakietowymi w rezolucji, podwodnej łodzi Polaris z 16 rakietami kosmicznymi.

Zimna wojna zakończyła się, Jackson ożenił się i wrócił do przemysłu, pracując nad systemami podwodnymi w British Aerospace w Glasgow. Został przeniesiony do „napędu alternatywnego” i zainteresował się ogniwami paliwowymi i akumulatorami.

W 1999 roku, w szczytowej fazie rozruchu firmy produkującej ogniwa paliwowe wodorowe w Kalifornii, opuścił BAe, aby założyć własną firmę produkującą ogniwa paliwowe. „Mój stary szef w Rolls Royce zauważył, że wodór musi skądś pochodzić. Przyjrzałem się więc innym technologiom i znalazłem metal-powietrze ”, mówi.

Technicznie opisywane jako „(Al) / air” baterie, są to – prawie – niewyjaśnione historie ze świata baterii. Na początek, aluminiowo-powietrzny system akumulatorów może wygenerować wystarczającą ilość energii i mocy do jazdy i przyspieszeń podobnych do samochodów napędzanych benzyną.

Czasami znane jako baterie „Metal-Air”, są z powodzeniem stosowane w aplikacjach „poza siecią” przez wiele lat, podobnie jak baterie zasilające radiostacje wojskowe. Najbardziej atrakcyjnym metalem tego typu baterii jest aluminium, ponieważ jest to najbardziej powszechny metal na Ziemi i ma jedną z najwyższych gęstości energii.

Pomyśl o oddychającej powietrzem baterii, która wykorzystuje aluminium jako „paliwo”. Oznacza to, że może dostarczać energię do pojazdu energią pochodzącą z czystych źródeł (hydro, geotermalna, jądrowa itp.). Są to źródła zasilania dla większości hut aluminium na całym świecie. Jedynym produktem odpadowym jest wodorotlenek glinu, który może być zawrócony do huty jako surowiec do – zgadnijcie co? – wytwarzanie większej ilości aluminium! Cykl ten jest zatem wysoce zrównoważony i oddzielony od przemysłu naftowego. Można nawet poddawać recyklingowi puszki aluminiowe i używać ich do produkcji baterii.

Wyobraź sobie – źródło zasilania oddzielony od wysoce zanieczyszczającego przemysłu naftowego.

„Wynająłem laboratorium, przeczytałem wszystko, a potem wróciłem do Inżyniera ds. Rozwoju, co oznacza: myślenie, tworzenie, testowanie i ulepszanie, aż znajdziesz odpowiedzi. Jedna lub dwie śruby z niebieskiego i widziałem ogromną różnicę w jednym teście – mówi Jackson.

Ale mało kto używał ich w głównych aplikacjach. Czemu?

bateria trevor 2

Baterie aluminiowo-powietrzne istniały już od jakiegoś czasu. Ale problem z akumulatorem, który wytwarzał energię elektryczną przez „jedzenie” aluminium, był taki, że po prostu nie był wydajny. Zastosowany elektrolit po prostu nie działał dobrze.

To było ważne. Elektrolit to środek chemiczny wewnątrz baterii, który umożliwia przepływ ładunku elektrycznego między katodą i anodą. Gdy urządzenie jest podłączone do akumulatora – żarówki lub obwodu elektrycznego – na elektrodach zachodzą reakcje chemiczne, które powodują przepływ energii elektrycznej do urządzenia.

Gdy bateria aluminiowo-powietrzna zaczyna działać, reakcja chemiczna wytwarza „żel” produkt uboczny, który może stopniowo blokować drogi oddechowe do komórki. Naukowcom wydawało się, że jest to trudny do rozwiązania problem.

Ale po wielu eksperymentach, w 2001 roku, Jackson opracował rewolucyjny rodzaj elektrolitu do baterii aluminiowo-powietrznych, który miał potencjał usunięcia barier w komercjalizacji.

„Wszystko było stabilne, wodór i żel prawie zniknęły, ale moc była o wiele lepsza”.

Jego specjalnie opracowany elektrolit nie wytworzył znienawidzonego żelu, który zniszczyłby wydajność baterii aluminiowo-powietrznej. Dla Jacksona wydawało się, że zmieniło to grę: „Wszystko, co musiałem zrobić, to powiedzieć rządowi. „Proste”, pomyślałem. ”

Przełom – jeśli udowodniono – miał ogromny potencjał. Gęstość energii jego baterii była około osiem razy większa niż w przypadku baterii litowo-jonowej. Był niesamowicie podekscytowany. Potem próbował powiedzieć politykom…

bateria trevor 1

Pomimo szczegółowej demonstracji działającej baterii Lordowi „Jimowi” Knightowi w 2001 r., Po której nastąpiła korespondencja e-mailowa i obietnica „przekazania go Tony'emu (Blairowi)”, rząd brytyjski nie był zainteresowany.

A Jackson stanął w obliczu biurokratycznych przeszkód. Oficjalny organ innowacyjny rządu Wielkiej Brytanii, Innovate UK, podkreślał technologię akumulatorów litowych, a nie aluminiowo-powietrznych.

Starał się przekonać inwestorów publicznych i prywatnych, by go poparli, takie było „lobby baterii litowych” w sektorze.

Ten nacisk na baterie litowe w stosunku do wszystkiego innego oznaczał, że rząd skutecznie pozostawił na stole technologię, która może zrewolucjonizować magazynowanie i mobilność elektryczną, a nawet przyczynić się do walki z emisją dwutlenku węgla i przesunąć UK do celów redukcji zanieczyszczeń.

Rozczarowany w Wielkiej Brytanii, Jackson podniósł kije i znalazł lepsze wsparcie we Francji, gdzie przeniósł swoje badania i rozwój w 2005 roku.

Wreszcie, w 2007 r. Potencjał wynalazku Jacksona został potwierdzony niezależnie we Francji w instytucji Polytech Nantes. Jego zaletami w porównaniu z akumulatorami litowo-jonowymi były (i nadal są) zwiększone napięcie ogniwa. Użyli zwykłego aluminium, stworzyliby bardzo małe zanieczyszczenie i mieli stałą, długotrwałą moc wyjściową.

W rezultacie w 2007 r. Rząd francuski oficjalnie zatwierdził tę technologię jako „strategiczną iw interesie narodowym Francji”.

W tym momencie Ministerstwo Spraw Zagranicznych Wielkiej Brytanii nagle się obudziło i zauważyło.

Obiecał Jacksonowi, że UKTI będzie „300%” starać się uruchomić technologię w Wielkiej Brytanii, jeśli zostanie „repatriowana” z powrotem do Wielkiej Brytanii.

Jednak w 2009 r. Brytyjska rada ds. Strategii technologicznej odmówiła poparcia technologii, powołując się na to, że Mapa Drogowa Technologii Automotive Council „wyklucza ten typ baterii”. Mimo że Carbon Trust zgodził się, że rzeczywiście stanowi „wiarygodny CO2- technologia redukcji ”, odmówił dalszej pomocy Jacksonowi.

Tymczasem inne rządy były bardziej entuzjastycznie nastawione do eksploracji baterii metalowo-powietrznych.

Na przykład rząd Izraela zainwestował bezpośrednio w Phinergy, startup pracujący nad bardzo podobną technologią aluminiowo-powietrzną. Oto, co prawda, film korporacyjny, który pokazuje zalety akumulatorów metalowo-powietrznych w samochodach elektrycznych:

Rosyjska firma aluminiowa RUSAL opracowała proces wytapiania bez emisji CO2, co oznacza, że ​​teoretycznie mogą wytwarzać aluminiowo-powietrzną baterię z procesem wolnym od CO2.

Jackson próbował powiedzieć rządowi USA, że popełnili błąd. Pojawił się przed Parlamentarną Komisją Specjalną ds. Strategii Biznesowo-Energetycznej i Przemysłowej. Opisał, jak Wielka Brytania stworzyła tendencję do technologii litowo-jonowej, która doprowadziła do powstania ekosystemu baterii-technologii, który finansował badania litowo-jonowe na miliardy funtów. W 2017 r. Premier Theresa May dalej wspierał przemysł litowo-jonowy.

Jackson (na zdjęciu poniżej) odmówił przyjęcia odpowiedzi „nie”.

Zgłosił się do Laboratorium Nauki i Technologii Obrony USA. Jednak w 2017 r. Odpowiedzieli decyzją „bez funduszu”, która odrzuciła tę technologię, mimo że DSTL miał własny program dotyczący technologii aluminiowo-powietrznej, poświęcony poszukiwaniu lepszego elektrolitu na Uniwersytecie w Southampton.

Zamiast tego Jackson zwrócił się do przemysłu samochodowego. W 2013 r. Założył swoją firmę MAL (oznaczoną jako „Metalectrique”) i wykorzystał fundusze na nasiona, aby z powodzeniem przetestować dalekosiężny projekt zespołu napędowego w swoich laboratoriach w Tavistock, USA.

Oto on na regionalnym kanale BBC wyjaśniającym baterię:

Ściśle współpracował z Lotus Engineering, aby zaprojektować i opracować zamienne zestawy napędowe dalekiego zasięgu do samochodów elektrycznych Nissan Leaf i Mahindra Reva „G-Wiz”. W tym czasie Nissan wyraził duże zainteresowanie „Beyond Lithium Technology” (ich słowami), ale już wcześniej zobowiązał się do zamontowania baterii LiON na liściu. Niezrażony tym, Jackson skoncentrował się na G-Wiz i kontynuował produkcję pełnowymiarowych ogniw do testów i pokazał, że technologia aluminium-powietrze przewyższa wszelkie inne istniejące technologie.

W testach technologia zasilania aluminium-powietrza Jacksona mogłaby stworzyć baterię o zasięgu 1500 mil z 90-sekundowym systemem wymiany. Korzyści są oczywiste: opłacalne dla kierowcy; bezpieczny i wolny od CO2; nadaje się do recyklingu i wielokrotnego użytku; oraz z kosztem 0,08 GBP / milę dla kierowcy. Bateria jest również tania: tylko 60 £ / kWh (Cena baterii do OEM).

Jednak ciągły ogromny nacisk na litowo-jonowe zapobieganie eksploracji nowych dróg, takich jak akumulatory metalowo-powietrzne.

Faktem jest, że baterie litowe stoją teraz przed poważnymi wyzwaniami. Rozwój technologii osiągnął szczyt i w przeciwieństwie do aluminium, lit nie podlega recyklingowi, a akumulatory litowe nie są zapewnione, zwłaszcza w czasach, gdy Chiny posiadają większość światowych repozytoriów metali ziem rzadkich.

Zalety technologii aluminiowo-powietrznej są liczne. Bez konieczności ładowania akumulatora samochód mógłby po prostu wymienić baterię w kilka sekund, całkowicie usuwając „czas ładowania”. Większość obecnych punktów ładowania ma moc 50 kW, co stanowi około jedną setną tego, co jest wymagane do naładowania baterii litowej w pięciu minuty. Tymczasem wodorowe ogniwa paliwowe wymagałyby ogromnej i drogiej infrastruktury dystrybucji wodoru oraz nowego systemu wytwarzania wodoru.

Ale Jackson wciąż naciska, przekonany, że jego technologia może zaspokoić zarówno potrzeby energetyczne przyszłości, jak i kryzys klimatyczny.

W maju ubiegłego roku zaczął zdobywać bardzo potrzebne uznanie.

Advanced Propulsion Center w Wielkiej Brytanii włączyło baterię Metalectrique w ramach inwestycji dotacji w 15 startupów z Wielkiej Brytanii, aby przenieść swoją technologię na wyższy poziom w ramach programu Technology Developer Accelerator (TDAP). TDAP jest częścią 10-letniego programu mającego uczynić U.K. światowym liderem w technologii niskoemisyjnego napędu.

Haczyk? Te 15 firm musi przeznaczyć niewielką kwotę 1,1 mln GBP na finansowanie.

A co do Jacksona? Nadal zbiera pieniądze dla Metalectrique i rozpowszechnia informacje o potencjale akumulatorów aluminiowo-powietrznych, aby uratować planetę.

Niebo wie, że w tym momencie może z niego skorzystać.