Nissan och NASA samarbetar för att göra ett metallfritt solid-state-batteri

Den långsamma men stadiga övergången till förnybar energi var redan igång när Ryssland invaderade Ukraina i februari och sedan dess har den globala energimarknaden vänts på huvudet. Vi kommer sannolikt att bevittna fler omvälvningar som geopolitiskt energilandskap ser makten flyttas bort från länder som är rika på olja och gas till länder som är rika på material som är avgörande för att tillverka batterier, elbilar, solpaneler, vindkraftverk och liknande. Faktum är att satsningen på ren energi redan bidrar till en trend mot protektionism, och denna trend kommer bara att fortsätta när insatserna blir högre.

Istället för att vänta på att bli pressade av tullar eller försörjningsbrist, gör vissa organisationer förebyggande åtgärder för att vara så självförsörjande som möjligt på vad som sannolikt kommer att bli en volatil marknad. Två sådana organisationer är Nissan och NASA. Biltillverkaren och rymdbyrån verkar inte ha mycket gemensamt, bett intresse de delar är billiga, skalbara, energitäta batterier. Förra veckan de tillkännagav ett partnerskap syftar vid devflyktiga solid state-batterier.

De litiumjonbatterier som idag används i allt från smartphones till elfordon är beroende av en flytande elektrolyt för att flytta litiumjoner mellan en grafitanod (den negativa elektroden) och en katod (den positiva elektroden), som kan tillverkas av olika material.

Solid-state-batterier byter ut den flytande elektrolyten mot - du gissade rätt - en solid, vilket ökar energitätheten dubbelt eller mer. Arbetet med att utveckla dessa batterier har plågats av komplikationer, iinklusive att hitta en effektiv ersättning för separatorn (komponenten som håller isär anoden och katoden samtidigt som litiumjoner kan passera), och lösa problem som oxidativ nedbrytning och dendritbildning (nålliknande utsprång från litiumanoden som kan tränga igenom separatorn) ).

Nissan-NASA-initiativet liknar det som tillkännagavs för över två år sedan av IBM och Mercedes-Benz; datorkraftverket och biltillverkaren planerade att använda både klassisk och kvantdator för att designa solid-state-batterier, inklusive simulering av egenskaperna hos molekyler för solid-state litium-svavelbatterier. I slutet av 2019 presenterade de en "tungmetallfritt" batteri vars material kunde förment utvinnas ur havsvatten.

Avgörande är att Nissan-NASA partnerskap är också med fokus på batterier som inte är beroende av sällsynta metaller, som kobolt (varav mer än hälften av det globala utbudet finns i Demokratiska republiken Kongo, vilket framhålls i an episod of d New York Times Daily podden sist månad), nickel, or mangan.

Men att bli av med dessa metaller innebär att hitta material med jämförbara egenskaper för att ersätta dem, vilket inte kommer att vara någon enkel uppgift. Här kommer NASA:s datorkotletter att ge partnerskapet en välbehövlig hand. De planerar att skapa en original materialinformatikplattform – det vill säga en enorm databas som kör simuleringar av hur olika material interagerar med varandra. När plattformen begränsar otaliga alternativ och kombinationer till ett fåtal främsta kandidater, kan forskare börja testam.

Nissan har siktat på 2028 som året för att lansera sina proprietära solid-state-batterier. Hur realistisk den tidpunkten visar sig vara återstår att se (Toyota är ännu mer ambitiös och siktar på att ha sina egna fordon med solid-state-batterier på marknaden genom 2025), but Nissan lägger sina pengar där munnen är med planer på öppna en pilotplanta in Japan år 2024. Hur detta kommer att bli avslöjande, som skala upp tillverkningen av solid-state-batterier har skapat oväntade komplikationer tidigare. Uppmuntrandely, start Solid kraft has också mål 2028 för commercialisera sina solid state-batterier.

Vi vet ännu inte hur lång tid det kommer att ta, men en sak ser ganska säker ut: eftersom kampen för att säkra tillförlitlig energiförsörjning fortsätter under de följande månaderna och åren, kommer vi sannolikt att se många fler ansträngningar för att ta fram batterier och liknande teknik internt.

Image Credit: bixusas / 43 bilder

• Myntsmart. Europas bästa bitcoin- och kryptobörs.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. FRI TILLGÅNG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis provperiod.
• Källa: https://singularityhub.com/2022/04/13/nissan-and-nasa-are-teaming-up-to-make-a-metal-free-solid-state-battery/