Стопфейк: Кремниевые аккумуляторы

В условиях "свободы" слова в публикациях часто допускаются факты, подтверждать которые никто и не собирается. Закон о фейковых новостях - это хорошее подспорье в борьбе с лженаучными публикациями.

Президент России Владимир Путин подписал закон, который предусматривает блокировку фейковых новостей, недостоверной и искаженной информации. Не касаясь политической стороны этого закона, это несомненно правильное решение, которое подводит правовую базу к борьбе с распространением лженаучных публикаций. По многим техническим вопросам найти достоверную информацию крайне тяжело. Информационное поле загажено урино-батарейками и советами экспертов на диване. Мы приветствуем это решение и начинаем публиковать "разоблачения" мрачного мира аккумуляторов.

Аккумуляторный бизнес - это мрачный мир, со многими заблуждениями. Понимание этих заблуждений будет ключом к успешному управлению переходными процессами [нового технологического уклада].

Bloomberg, 5 марта 2019 года

Новое поколение литиевых аккумуляторов (PDF), которое многократно увеличит время автономной работы мобильных устройств и сделает электромобили и электропланы конкурентоспособными должно было давно появиться, совершив технологическую революцию. Однако скоро 2020 год, но электропланы по-прежнему остаются концептами, а электромобили развиваются исключительно на частных или государственных дотациях. Широко разрекламированные научные открытия кремниевых аккумуляторов пока не вышли в массовое производство. А были ли эти разработки научными или это обыкновенные фейковые новости?

Разработан аккумулятор с емкостью в 10 раз больше Li-ion

18 февраля 2014 года Сергей Попсулин на популярном сайте CNews опубликовал статью о разработке аккумуляторов с кремниевым анодом (PDF):

Ученые смогли увеличить срок эксплуатации аккумулятора с кремниевым анодом: спустя 1 тыс. циклов перезарядки он сохранил 97% емкости. Кремниевый анод в перспективе позволит в 10 раз увеличить емкость элементов питания по сравнению с современными решениями.

В статье рассматривалась хитроумная технология предложенная учеными Стэнфордского университета и лаборатории SLAC National Acceleratorу по паковке кремния сначала в некую эмульсию, а потом уже в углерод. Таким образом, структура анодного материала напоминала гранат. Всё это делалось, чтобы обеспечить долговечность анода, а увеличение плотности энергии кремниевого аккумулятора в 10 раз даже не ставилось под сомнение. Руководитель проекта Йи Куи (Yi Cui) обозначила только 2 главные проблемы:

Во-первых, нужно упростить процесс производства описанных анодов. Во-вторых, нужно найти дешевый источник кремниевых наночастиц. Одним из таких источников может быть рисовая шелуха, которая не используется в пищевой промышленности и на 20% состоит из диоксида кремния. По словам Куи, ее достаточно легко превратить в чистые кремниевые наночастицы, пригодные для батарей.

Профессор Йи Куи успешно занимается наноматериалами в Стэнфордском университете и публикует очень интересные фотографии на своей странице. Правда пока не удалось выяснить, началось ли производство аккумуляторы из рисовой шелухи?

Аккумуляторы нового поколения

21 января 2015 года на сайте ichip.ru опубликована статья про самые перспективные разработки (PDF). Как доказательство преимущества кремниевого анода по сравнению с углеродным приводится удивительное утверждение: Для сравнения: для связывания одного иона лития требуется шесть атомов углерода. Один атом кремния, напротив, может удерживать четыре иона лития.

Утверждение крайне спорное, так как на аноде не происходит химической реакции, а ионы лития просто интеркалируются (внедряются) в графит, а согласно этой формулы простая замена графита на кремний даст увеличение ёмкости не в 10, а в 24 раза. Наверно, не так просто сделать кремний пористым или трубчатым. В естественном состоянии кремний - это весьма твердый материал, в которые не так легко интеркалироваться?! На помощь приходит стартап-проект Amprius, созданный, несомненно, учеными из Стэндфордского университета. Кремниевые нанотрубки и наногубки от Amprius активно впитывают литий, правда уже не в 10 кратном объеме, а всего на 50% больше. Но при этом, почему-то сами требуют защиту от электролита. А защитой им может стать только графен, тоже наноматериал, малопонятный и труднодоступный.

Зефир в стратосфере

По заявлению Amprius, размещенному на собственному сайте, состоящему всего из 2 страниц, разработки кремниевых аккумуляторов успешно применяются в европейском проекте Zephyr развиваемому компанией Airbus. Достижения стратосферного беспилотного летательного аппарата "Зефир" поражают воображение, беспилотник может находиться в воздухе неделями. Аэрбас предлагает внедрять такие беспилотники для картографии, связи и сбора разведданных. Однако совсем не упоминает о компании Amprius, на аккумуляторах якобы которой столь успешно планируют беспилотники. Другой информации об Amprius крайне мало. Возможно, данные о лидере (leading manufacturer) в производстве аккумуляторов уже засекретили, однако лот по привлечению 55 миллионов долларов по-прежнему размещен на сайте венчурных инвестиций crunchbase.com (PDF).

Удивляет также факт, что компания Amprius подалась в Европу, а не обратилась к своим соседям Apple, которые вполне заинтересованы в увеличении ёмкости аккумуляторов. За перспективную технологию производства аккумуляторов с плотностью энергии большей, чем у конкурентов хотя бы на 50%, Apple бы выложила сумму многократно превышающую 55 миллионов долларов. Неужели никто в американской корпорации не знает, что в соседнем городе, уже как 5 лет, подготовили кремниевую революцию и продолжают позориться, заказывая аккумуляторы у Самсунг?!

Сила нанотехнологий

22 октября 2018, Александр Агеев на сайте techcult.ru опубликовал статью (PDF), что в скором будущем батареи с кремниевым анодом позволят запасать на 20% больше энергии:

Не исключено, что уже в ближайшее время литиевые аккумуляторы станут мощнее, дешевле, компактнее, а для их зарядки потребуется меньше времени. Компания Sila Nanotechnologies разрабатывает новые кремниевые анодные батареи, в которых на смену традиционному графиту придут точно расположенные кремниевые частицы.

Джин (Евгений) Бердичевский, один из первых сотрудников Tesla, раскрывает реальные перспективы - всего 20%, за счет которых электромобиль Tesla Model S на своем аккумуляторе может проехать 540 км, а на новом такого же размера — уже 646 км. Вполне скромно, не правда ли?

Тихой сапой

Пока американцы ищут венчурных инвесторов, а европейцы запускают БПЛА в стратосферу, китайская компания Хуавей объявляет о готовности выпустить литий-силиконовые батареи (PDF). Первое впечатление от такой новости - китайцы опять украли и быстро внедрили американскую технологию по производству аккумуляторов из рисовой шелухи. Однако компания Хуавей совсем ничего не говорит о ёмкости аккумуляторов, а лишь указывает, что новая технология позволит безопасно и быстро заряжаться. Бамс! Вот это поворот. А где же 10 кратное увеличение ёмкости. Может профессор Куй ошибся с шелухой? Надо ещё попробовать картофельную или луковую...

Фейк-контроль, признак №1: "Выдаём желаемое за действительное"

Попытка выдать желаемое за действительное - это первый признак лженовости. Одно дело публиковать результаты научных экспериментов по перспективному материаловедению, новым типам аккумуляторов и практике применения их в производстве товаров народного потребления (PDF). Другое дело создавать ничем не подтвержденные публикации о якобы уже свершившихся открытиях, которые вот-вот перевернут мир. Главное не называть дату, когда это произойдет.