1
بدون شک دستیابی به چنین پیشرفتی، گامی بزرگ در صنعت و تکنولوژی خواهد بود.
استارت‌آپ ۲۴M که حول محور باتریهای لیتیوم یون شکل گرفته، قصد دارد باتریهایی با عنوان semisolid را راهی بازار کند. مدیریت و رهبری این استارت‌آپ را دکتر یت-مینگ چانگ بر عهده دارد که متخصص علوم مواد و مهندسی علم از دانشگاه MIT است. او مدعی است که به لطف طراحی جدید می‌توانند هزینه‌های تولید را تا ۵۰ درصد کاهش دهند.
میزان مواد غیر حامل بار (مانند پلاستیک و فلزات پوششی و…) در باتریهای ۲۴M به میزان چشمگیری (تا ۸۰ درصد نسبت به باتریهای فعلی)کاهش یافته است. اینگونه هزینه‌های تولید صنعتی تا حد زیادی کاهش خواهد یافت. همچنین این کاهش بدان معنی است که مواد حامل بار نسبت به باتریهای فعلی بیشتر خواهد شد و در نتیجه قدرت ذخیره نیرو در باتریهای ۲۴M بیشتر خواهد بود.
۲۴M می‌گوید پس از تحقیقات فراوان به این نتیجه رسیده که در حال حاضر لیتیوم-یون ترکیب خوبی برای تولید باتری است، اما طراحی باتریهای فعلی چندان خوب نیست.
دکتر چانگ می‌گوید: «به دلایل محکمی کاملا واضح است که لیتیوم-یون ترکیب شیمیایی برتر برای تولید باتری است. هزینه انباره شیمیایی در سطح لیتیوم-یون کاملا مطلوب است. این بدان معنی است که اگر شما فقط میزان مواد حامل بار که قابلیت ذخیره انرژی را دارند در نظر بگیرید و هزینه هر کیلو-وات ذخیره انرژی در باتری را محاسبه کنید، در خواهید یافت که لیتیوم-یون با فاصله زیادی برتر از تمامی مواد شیمیایی است که اکنون برای تولید باتری مورد مطالعه قرار گرفته اند.»
توسعه و تحقیق روی باتریهای لیتیوم-یون از دهه ۱۹۸۰ میلادی آغاز شد و اولین باتریها در سال ۱۹۹۱ وارد بازار شدند. و تا کنون تنها بهبودهایی را در شیوه‌های تولید و بهبود کیفیت شاهد بوده‌ایم و هیچ تغییر بنیادینی در تولید باتری اتفاق نیفتاده است.
بازطراحی ۲۴M باعث شده تا طرح باتری لیتیوم یون بسیار موثر و کاربردی‌تر شود. آنها به هیچ وجه ماده جدیدی را وارد بازی نکرده‌اند و تنها بر همان ترکیب همیشگی این باتریها تکیه دارند. در باتریهای لیتیوم یون معمولی الکترونها تقریبا ۶۰ میکرون ضخامت دارند، در حالی که درون باتریهای جدید ۲۴M این اندازه به ۴۰۰ میکرون می‌رسد.
هدف نهایی پروژه ۲۴M دو موضوع است: کاهش هزینه‌های تولید باتری با کاهش مصرف موادی چون پلاستیک و آهن و همچنین جا دادن میزان انرژی بیشتر در سلولهای کوچکتر.
طرح جدید ۲۴M همچنین باعث می‌شود که فرآیندهای تولید صنعتی نیز تغییرات خوبی داشته باشند. به گونه ای که اجازه می‌دهد برای تولید باتری کارخانه‌های کوچکتر و کاراتری ساخت که سرعت تولید بیشتری هم داشته باشند. آنها مدعی‌اند که سرعت تولید هم تا ۵ برابر افزایش خواهد یافت.
در باتریهای ۲۴M از حلالهای مایع استفاده نمی‌شود که نیاز به خشک شدن داشته باشد. این درحالی است که در باتریهای لیتیوم-یون معمولی نیاز به خشک و بازخشک کردن مداوم است. به همین دلیل تولید باتریهای لیتیوم-یون معمولی نیازمند فرایندهای گسترده، کارخانه‌های عظیم و سرمایه‌گذاری سنگین است. در حالی که برای تولید باتریهای ۲۴M می‌توان از کارخانه‌های بسیار کوچکتری استفاده کرد.
ایزیدور بوکمان از متخصصان صنعت باتری و رئیس شرکت Cadex Electronics (تولید کننده شارژر باتری و دستگاه‌های آنالایزر) در سایت باتری یونیورسیتی درباره ابداعات و اختراعات موثر این صنعت می‌گوید:
«تا کنون هیچ راه میانبر و اتفاق بزرگی در صنعت باتری رخ نداده است، اما بسیاری از بهبودها در سکوت رخ داده‌اند. اما در این میان همیشه یک سوال مطرح است، اینکه دستاوردها تا چه حد قابل اطمینان و قبول هستند. دلیل موفقیتهای کم تعداد و اندک در این زمینهو عدم دستیابی به حداقلها است که از این قرارند: میزان زیادی انرژی ویژه با طول عمر بالا. میزان نیروی کافی برای راه اندازی مدارها. قیمت مناسب. طول عمر بالا. امنیت بالا. دامنه گسترده کاربردی. غیرسمی بودن. شارژ سریع. کاهش شارژ بسیار کم و ماندگاری شارژ بالا.»
بوکمان می‌گوید: «بسیاری از استارت‌آپها ادعاهای نامعقولی را مطرح می‌کنند که این نشان از عدم دانش مناسب و کافی آنها است. اینگونه معرفی باتریها می‌تواند در سرتیتر خبرها جای خوبی کسب کنند، اما هیچ کس در صنعت آنها را جدی نمی‌گیرد.»
البته از دیگر سو، چیانگ به اندازه کافی در این زمینه دانش و آگاهی دارد. او علاوه بر اینکه استاد دانشگاه MIT است، پیش از این در سال ۲۰۰۵ شرکت تولید باتری دیگری را هم با نام A123 Systems راه اندازی کرده است. این شرکت توانسته است به موفقیتهای فراوانی در زمینه باتری دست یابد. از جمله اینکه تولید باتریهای اتومبیل‌ساز Fisker را بر عهده داشته است.
البته پس از دستیابی به بزرگترین استقبال از عرضه سهام عمومی در سال ۲۰۰۹ ، شرکت A123 در سال ۲۰۱۲ ورشکسته شد. زیرا به دلیل عدم استقبال مردم از ماشینهای Fisker این اتومبیل ساز در حال خروج از گردونه بود و البته به دلیل اشکال در باتریهای Fisker، فراخوان پرهزینه‌ای بر A123 تحمیل شد.
چیانگ در سال ۲۰۱۰ شرکت A123 را ترک کرد تا ۲۴M را راه بیندازد. و برای فرار از ورشکستگی و عواقب آن، A123 را به گروه وانژیانگ فروخت. این گروه سرمایه گذاری صاحب کارخانه تولید قطعات اتومبیل در چین است که پیش از این Fisker را هم خریده بود.
۲۴ ام قصد دارد باتریهای تازه‌اش را تا اواسط ۲۰۱۷ راهی بازار کند. آزمون نسخه‌های آزمایشی این محصول هم قرار است از سال آینده آغاز گردد. این شرکت تا کنون از سوی سرمایه‌گذاران خصوصی و شرکای صنعتی بیش از ۵۰ میلیون دلار دریافت کرده است. همچنین موفق شده ۴.۵ میلیون دلار از کمکهای وزارت انرژی آمریکا بهره‌مند شود.
طی ۳ تا ۴ سال آینده این شرکت قرار است سلولهای باتری بازطراحی شده برای استفاده در اتومبیل های برقی را نیز تولید کند. باید توجه داشت که این باتریها نیازمند سیکل شارژ متفاوتی هستند و در نتیجه طراحی کاملا متفاوتی خواهند داشت.
چانگ می‌گوید هزینه تولید باتریهای لیتیوم-یون معمولی طی سالیان گذشته کاهش یافته است، اما ۲۴ام این هزینه‌ها را بیش از قبل کاهش خواهد داد. «اگر ما بخواهیم نشان دهیم که این شیوه طراحی و تولید باتری لیتیوم-یون کاربردی‌تر است، باید بتوانیم تکنولوژی تولید آن را به شکل گسترده‌ای قابل اجرا سازیم»
این شرکت امیدوار است با کمک «شرکای استراتژیکش» راه خود را در مسیر اصلی بازار هموار سازد. تا به اینجا این شرکت توانسته ۴ همکار تجاری مهم کسب کند و به دنبال گزینه‌های بیشتری هم هست. بنا بر گفته فوربس تا کنون کارخانه‌های بین‌المللی و همچنین شرکتهای نفت و گاز در تایلند و ژاپن در این تکنولوژی سهیم شده‌اند.
حداقل روی کاغذ، تلیدات ۲۴ ام بسیار عالی بوده و نمایانگر آینده هستند. اما در عمل باید ببینیم خروجی این داستان چیست و چگونه پیش می‌رود. اگر محصولات همانگونه که شرکت انتظار دارد وارد بازار شوند، می‌توانند انفجار عظیمی در استفاده از انرژیهای پاک باشند. البته همه اینها با «اگر» همراه است.
استارت‌آپ ۲۴M که حول محور باتریهای لیتیوم یون شکل گرفته، قصد دارد باتریهایی با عنوان semisolid را راهی بازار کند. مدیریت و رهبری این استارت‌آپ را دکتر یت-مینگ چانگ بر عهده دارد که متخصص علوم مواد و مهندسی علم از دانشگاه MIT است. او مدعی است که به لطف طراحی جدید می‌توانند هزینه‌های تولید را تا ۵۰ درصد کاهش دهند.
میزان مواد غیر حامل بار (مانند پلاستیک و فلزات پوششی و…) در باتریهای ۲۴M به میزان چشمگیری (تا ۸۰ درصد نسبت به باتریهای فعلی)کاهش یافته است. اینگونه هزینه‌های تولید صنعتی تا حد زیادی کاهش خواهد یافت. همچنین این کاهش بدان معنی است که مواد حامل بار نسبت به باتریهای فعلی بیشتر خواهد شد و در نتیجه قدرت ذخیره نیرو در باتریهای ۲۴M بیشتر خواهد بود.
۲۴M می‌گوید پس از تحقیقات فراوان به این نتیجه رسیده که در حال حاضر لیتیوم-یون ترکیب خوبی برای تولید باتری است، اما طراحی باتریهای فعلی چندان خوب نیست.
دکتر چانگ می‌گوید: «به دلایل محکمی کاملا واضح است که لیتیوم-یون ترکیب شیمیایی برتر برای تولید باتری است. هزینه انباره شیمیایی در سطح لیتیوم-یون کاملا مطلوب است. این بدان معنی است که اگر شما فقط میزان مواد حامل بار که قابلیت ذخیره انرژی را دارند در نظر بگیرید و هزینه هر کیلو-وات ذخیره انرژی در باتری را محاسبه کنید، در خواهید یافت که لیتیوم-یون با فاصله زیادی برتر از تمامی مواد شیمیایی است که اکنون برای تولید باتری مورد مطالعه قرار گرفته اند.»
توسعه و تحقیق روی باتریهای لیتیوم-یون از دهه ۱۹۸۰ میلادی آغاز شد و اولین باتریها در سال ۱۹۹۱ وارد بازار شدند. و تا کنون تنها بهبودهایی را در شیوه‌های تولید و بهبود کیفیت شاهد بوده‌ایم و هیچ تغییر بنیادینی در تولید باتری اتفاق نیفتاده است.
بازطراحی ۲۴M باعث شده تا طرح باتری لیتیوم یون بسیار موثر و کاربردی‌تر شود. آنها به هیچ وجه ماده جدیدی را وارد بازی نکرده‌اند و تنها بر همان ترکیب همیشگی این باتریها تکیه دارند. در باتریهای لیتیوم یون معمولی الکترونها تقریبا ۶۰ میکرون ضخامت دارند، در حالی که درون باتریهای جدید ۲۴M این اندازه به ۴۰۰ میکرون می‌رسد.
هدف نهایی پروژه ۲۴M دو موضوع است: کاهش هزینه‌های تولید باتری با کاهش مصرف موادی چون پلاستیک و آهن و همچنین جا دادن میزان انرژی بیشتر در سلولهای کوچکتر.
طرح جدید ۲۴M همچنین باعث می‌شود که فرآیندهای تولید صنعتی نیز تغییرات خوبی داشته باشند. به گونه ای که اجازه می‌دهد برای تولید باتری کارخانه‌های کوچکتر و کاراتری ساخت که سرعت تولید بیشتری هم داشته باشند. آنها مدعی‌اند که سرعت تولید هم تا ۵ برابر افزایش خواهد یافت.
در باتریهای ۲۴M از حلالهای مایع استفاده نمی‌شود که نیاز به خشک شدن داشته باشد. این درحالی است که در باتریهای لیتیوم-یون معمولی نیاز به خشک و بازخشک کردن مداوم است. به همین دلیل تولید باتریهای لیتیوم-یون معمولی نیازمند فرایندهای گسترده، کارخانه‌های عظیم و سرمایه‌گذاری سنگین است. در حالی که برای تولید باتریهای ۲۴M می‌توان از کارخانه‌های بسیار کوچکتری استفاده کرد.
ایزیدور بوکمان از متخصصان صنعت باتری و رئیس شرکت Cadex Electronics (تولید کننده شارژر باتری و دستگاه‌های آنالایزر) در سایت باتری یونیورسیتی درباره ابداعات و اختراعات موثر این صنعت می‌گوید:
«تا کنون هیچ راه میانبر و اتفاق بزرگی در صنعت باتری رخ نداده است، اما بسیاری از بهبودها در سکوت رخ داده‌اند. اما در این میان همیشه یک سوال مطرح است، اینکه دستاوردها تا چه حد قابل اطمینان و قبول هستند. دلیل موفقیتهای کم تعداد و اندک در این زمینهو عدم دستیابی به حداقلها است که از این قرارند: میزان زیادی انرژی ویژه با طول عمر بالا. میزان نیروی کافی برای راه اندازی مدارها. قیمت مناسب. طول عمر بالا. امنیت بالا. دامنه گسترده کاربردی. غیرسمی بودن. شارژ سریع. کاهش شارژ بسیار کم و ماندگاری شارژ بالا.»
بوکمان می‌گوید: «بسیاری از استارت‌آپها ادعاهای نامعقولی را مطرح می‌کنند که این نشان از عدم دانش مناسب و کافی آنها است. اینگونه معرفی باتریها می‌تواند در سرتیتر خبرها جای خوبی کسب کنند، اما هیچ کس در صنعت آنها را جدی نمی‌گیرد.»
البته از دیگر سو، چیانگ به اندازه کافی در این زمینه دانش و آگاهی دارد. او علاوه بر اینکه استاد دانشگاه MIT است، پیش از این در سال ۲۰۰۵ شرکت تولید باتری دیگری را هم با نام A123 Systems راه اندازی کرده است. این شرکت توانسته است به موفقیتهای فراوانی در زمینه باتری دست یابد. از جمله اینکه تولید باتریهای اتومبیل‌ساز Fisker را بر عهده داشته است.
البته پس از دستیابی به بزرگترین استقبال از عرضه سهام عمومی در سال ۲۰۰۹ ، شرکت A123 در سال ۲۰۱۲ ورشکسته شد. زیرا به دلیل عدم استقبال مردم از ماشینهای Fisker این اتومبیل ساز در حال خروج از گردونه بود و البته به دلیل اشکال در باتریهای Fisker، فراخوان پرهزینه‌ای بر A123 تحمیل شد.
چیانگ در سال ۲۰۱۰ شرکت A123 را ترک کرد تا ۲۴M را راه بیندازد. و برای فرار از ورشکستگی و عواقب آن، A123 را به گروه وانژیانگ فروخت. این گروه سرمایه گذاری صاحب کارخانه تولید قطعات اتومبیل در چین است که پیش از این Fisker را هم خریده بود.
۲۴ ام قصد دارد باتریهای تازه‌اش را تا اواسط ۲۰۱۷ راهی بازار کند. آزمون نسخه‌های آزمایشی این محصول هم قرار است از سال آینده آغاز گردد. این شرکت تا کنون از سوی سرمایه‌گذاران خصوصی و شرکای صنعتی بیش از ۵۰ میلیون دلار دریافت کرده است. همچنین موفق شده ۴.۵ میلیون دلار از کمکهای وزارت انرژی آمریکا بهره‌مند شود.
طی ۳ تا ۴ سال آینده این شرکت قرار است سلولهای باتری بازطراحی شده برای استفاده در اتومبیل های برقی را نیز تولید کند. باید توجه داشت که این باتریها نیازمند سیکل شارژ متفاوتی هستند و در نتیجه طراحی کاملا متفاوتی خواهند داشت.
چانگ می‌گوید هزینه تولید باتریهای لیتیوم-یون معمولی طی سالیان گذشته کاهش یافته است، اما ۲۴ام این هزینه‌ها را بیش از قبل کاهش خواهد داد. «اگر ما بخواهیم نشان دهیم که این شیوه طراحی و تولید باتری لیتیوم-یون کاربردی‌تر است، باید بتوانیم تکنولوژی تولید آن را به شکل گسترده‌ای قابل اجرا سازیم»
این شرکت امیدوار است با کمک «شرکای استراتژیکش» راه خود را در مسیر اصلی بازار هموار سازد. تا به اینجا این شرکت توانسته ۴ همکار تجاری مهم کسب کند و به دنبال گزینه‌های بیشتری هم هست. بنا بر گفته فوربس تا کنون کارخانه‌های بین‌المللی و همچنین شرکتهای نفت و گاز در تایلند و ژاپن در این تکنولوژی سهیم شده‌اند.
حداقل روی کاغذ، تلیدات ۲۴ ام بسیار عالی بوده و نمایانگر آینده هستند. اما در عمل باید ببینیم خروجی این داستان چیست و چگونه پیش می‌رود. اگر محصولات همانگونه که شرکت انتظار دارد وارد بازار شوند، می‌توانند انفجار عظیمی در استفاده از انرژیهای پاک باشند. البته همه اینها با «اگر» همراه است.
