Армия США расширяет исследовательские усилия для решения текущих проблем, связанных с технологиями аккумуляторов, и продвижения достижений в области аккумуляторов и накопления энергии, которые станут все более важными с использованием сложной электроники. Армия США недавно заключила контракт на 7,2 миллиона долларов США с консорциумом батарей, возглавляемым Университетом Мэриленда, в рамках своей последней исследовательской кампании по технологии экстремальных батарей.
Лаборатория армейских исследований Командования по развитию боевых возможностей армии США будет работать над проектом Университета штата Мэриленд в партнерстве с Университетом штата Монтана и другими университетами, национальными лабораториями и компаниями, входящими в Центр исследований экстремальных аккумуляторов. Соглашение о сотрудничестве также включает исследовательские организации и компании в секторе аккумуляторов и накопителей энергии, такие как Аргоннская национальная лаборатория, Брукхейвенская национальная лаборатория, Национальный институт стандартов и технологий, Graphenix Development Inc, Консорциум Ion Storage Systems, New York Battery & Energy Storage, Saft America, Университет Стоуни-Брук и Техасский университет в Остине.
Исследования в области аккумуляторных технологий будут сосредоточены на экстремальной зарядке, экстремальной безопасности, экстремальных напряжениях, экстремальных оценках и экстремальных трансформационных инновациях для содействия разработке новых материалов и новых конструкций аккумуляторов, таких как твердотельные литиевые аккумуляторы.
«Часть работы состоит в том, чтобы попытаться оценить коммерческие батареи или новые аккумуляторные системы таким образом, чтобы это больше отражало то, как армия использует батареи», — говорит д-р Джеффри Рид, армейский химик и один из руководителей группы лабораторного отдела науки о батареях.
По словам Рида, аккумуляторы и решения для хранения данных станут критически важными, когда армия США добавит широкий спектр нового электронного оборудования и возможностей в течение следующих пяти-десяти лет.
Министерство обороны также бросает вызов новаторам и частным компаниям, поскольку Министерство обороны ищет решения для устойчивого производства, передачи, использования и хранения энергии. Министерство обороны хочет использовать в военных целях все источники энергии, такие как ветровая, солнечная, тепловая, гидро-, ядерная и водородная, при одновременном снижении зависимости от ископаемого топлива. Министерство энергетики США — один из крупнейших потребителей энергии в мире — стремится устранить всю зависимость от ископаемого топлива. Мобильные и стационарные накопители энергии — одна из тем в задаче Министерства обороны США, которая ищет решения, начиная от таких, которые можно запустить немедленно, и тех, которые нуждаются в некоторой доработке, а также идей, которые могут быть реализованы не ранее 2045 года.
Исследования в области химии аккумуляторных батарей и рентабельного и эффективного хранения энергии также будут иметь решающее значение для развития гражданских и потребительских технологий, которые потребуются для поддержки растущей доли производства возобновляемой энергии в структуре энергоснабжения и электрификации транспорта.
Сотрудничество армии США с исследователями и университетами потенциально может привести к прорыву в нынешних ограничениях химии батарей и их использования в гражданских целях.
В течение многих лет ученые и исследователи стремятся улучшить технологию литий-ионных аккумуляторов или разработать новый химический состав аккумуляторов или материалы, которые улучшили бы характеристики аккумуляторов и способствовали бы более широкому внедрению возобновляемых источников энергии, накопителей энергии и электромобилей.
Например, ранее в этом году исследователи из Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) и Samsung R&D Institute Japan (SRJ) создали прототип нового типа твердотельной батареи с высокой плотностью энергии, вдвое меньшей типичного литий-ионного аккумулятора, позволяющий электромобилю преодолевать расстояние до 800 километров на одной зарядке.
Другие пытались превратить литий-кислородные батареи в жизнеспособное решение для хранения энергии, преодолев некоторые из проблем, связанных с коммерческим использованием батарей этого типа.
В мае исследователи Национальной лаборатории Ок-Ридж заявили, что они разработали тонкопленочный твердотельный электролит с высокой проводимостью, изготовленный из композитного материала на полимерной и керамической основе для литий-металлических батарей.
Все эти усилия направлены на то, чтобы показать, что наука об аккумуляторах и накопление энергии становятся критически важными частями новых энергетических решений, которые могут ускорить энергетический переход от нефтяной зависимости как в армии США, так и в гражданских приложениях для электромобилей и накопителей энергии.
