Szilárdtest-akkumulátorok: a játékot megváltoztató, következő generációs drónokat működtető

ha járt már a közép-nyugati mezőgazdasági területeken, akkor valószínűleg látott már kukoricatáblák felett sikló drónokat, amelyek pontos pontossággal szórják ki a műtrágyát. Ezek a pillanatok nem csak menő technológiai demók; ezek annak a jelei, hogy a drónok nélkülözhetetlenekké váltak a szállításban, a mezőgazdaságban, a védelemben és a környezetvédelmi munkában. De itt van a csapás, amit folyamatosan hallunk ügyfeleinktől: az akkumulátorok visszatartják őket.

Bontsuk szét. Jelenleg szinte minden kereskedelmi drón lítium-ion akkumulátorral működik. Természetesen ezek az akkumulátorok javultak az évek során – láttuk, hogy egyes modelleknél a repülési idő 20 percről 60 percre emelkedett, és a gyorsabb töltés csökkentette az állásidőt. De beszéljen bármelyik drónkezelővel, és ugyanazokat a frusztrációkat fogja elmondani: előfordulhat, hogy a szállító drónnak vissza kell fordulnia az út közepén, mert az akkumulátora túl gyorsan lemerül. Egy észak-dakotai farmer nem használhatja termésfigyelő drónját januárban, mert a hideg időjárás megöli a lítium-ion töltetet. Az erőmű közelében drónokat telepítő biztonsági csapat akkumulátortüzek miatt aggódik – a lítium-ion gyúlékony folyékony elektrolitja valós kockázatot jelent az érzékeny területeken. Ezek nem kis problémák; ezek olyan korlátok, amelyek megakadályozzák, hogy a drónok elérjék teljes potenciáljukat.

ott vanszilárdtest akkumulátorokgyere be – és őszintén szólva, ezek nem csak egy frissítés. Teljesen újragondolják, hogyan hajtjuk a drónokat. A különbség egyszerű, de óriási: a lítium-ion akkumulátorok folyékony elektrolitja helyett szilárd anyagot használnak (gondoljunk csak kerámiára vagy polimer kompozitokra). A gyártókkal és ügyfelekkel végzett tesztek során tapasztaltak alapján ez az apró elmozdulás szinte minden lítium-ion által okozott fájdalompontot kijavít.

Kezdjük a nagyobbal: repülési idővel és hatótávolsággal. Az elmúlt negyedévben egy kaliforniai drónszállító céggel dolgoztunk a szilárdtest akkumulátorok tesztelésében. Régi lítium-ion rendszerük lehetővé tette, hogy drónjaik 15 mérföldet repüljenek oda-vissza egy 3 kilós csomaggal. Az újjalszilárdtest akkumulátorok? 28 mérföldet tettek meg oda-vissza, és még 1,5 fontot is el tudtak vinni. Működésük számára ez azt jelentette, hogy naponta további két környéket kellett lefedni drónonként, nincs szükség további repülésekre. Egy határőrizeten dolgozó megfigyelő kliens esetében ez azt jelenti, hogy a drónok 1 óra helyett 2,5 órát maradnak a levegőben – ez elegendő egy 40 mérföldes szakasz megfigyeléséhez anélkül, hogy visszatérnének a bázisra. Ez nem fokozatos javulás; ez egy teljes váltás abban, amit csapataik megvalósíthatnak.

A biztonság egy másik nem alku tárgya, különösen a városok felett vagy a kritikus infrastruktúra közelében repülő drónok esetében. Az év elején egy kis házon belüli tesztet végeztünk, hogy bebizonyítsuk a lényeget: egy lítium-ion akkumulátort és egy szilárdtest-akkumulátort azonos körülményeknek tesszük ki – 60°C-os hőségnek, kis ütésnek (kisebb ütközést utánozva). A lítium-ion akkumulátor megduzzadt, és 30 percen belül folyadék szivárgott ki belőle. A szilárdtestes? Még csak fel sem melegedett. Egy kliens, aki repülõtereken drónbiztonságot irányít, azt mondta nekünk, hogy ez megváltoztatja a helyzetet – korábban is le kellett földelni a drónokat a lítium-ion túlmelegedés miatti félelmek miatt, de a szilárdtestkezelés teljesen megszünteti ezt a kockázatot.

Aztán ott van a költségtényező – ami minden vállalkozás számára fontos. Egy iowai farmügyfél kiszámította, hogy 8 havonta cserélik lítium-ion drón akkumulátoraikat, ami drónonként körülbelül \(évente 1800-ba kerül. Szilárdtest-akkumulátorok? A gyártó becslése szerint 3 évig bírják. Számítsd ki: ez \)600-ra csökkenti az akkumulátor éves költségét. És a töltési idő? Régi lítium-ion akkumulátoraik 1,5 óra alatt teljesen feltöltődtek; a szilárdtestesek 40 perc alatt elérik a 80%-ot. Az ültetési szezonban, amikor hajnaltól alkonyatig drónokat üzemeltetnek, ez a többletidő napi 2 repülési ciklussal jár, ami további 50 hektár kukoricát takar.

Nem hagyhatjuk figyelmen kívül a szélsőséges körülményeket sem – amit környezetvédelmi ügyfeleink folyamatosan felhoznak. A múlt hónapban segítettünk egy kutatócsoportnak drónokat telepíteni Alaszkában a sarki rókapopulációk nyomon követésére. Ott a hőmérséklet -30 °C-ra csökken, és a lítium-ion akkumulátorok 45 percen belül meghalnak. Szilárdtest akkumulátorokkal? A drónok 2 órán keresztül repültek egyhuzamban, és tiszta felvételeket küldtek vissza a rókabarlangokról. Ugyanez vonatkozik a sivatagi munkákra is: egy arizonai ügyfél drónokat használ az erdőtüzek megfigyelésére, és 100°F-os hőségben a lítium-ion akkumulátoraik 30%-át veszítenék 10 perc alatt. Szilárdtest? Szilárdan tartanak – még órákig a napon is.

A fenntarthatóság egy újabb nyeremény, amelyet nem veszünk félvállról. Egyre több ügyfelünk kérdez az ESG céljairól, és a szilárdtest akkumulátorok itt egy nagy négyzetet jelölnek be. 70%-kal kevesebb kobaltot használnak, mint a lítium-ion akkumulátorok – a kobaltbányászat köztudottan káros a környezetre és a helyi közösségekre egyaránt. Fenntarthatósági csapatunk ráadásul felülmúlta a számokat: egy szilárdtestalapú akkumulátor teljes szénlábnyoma (a gyártástól az ártalmatlanításig) 45%-kal alacsonyabb, mint a lítium-ion. Egy szállító cég számára, amely 2030-ra szén-dioxid-semleges akar lenni, ez hatalmas előrelépés.