Teknologi bateri adalah kritikal kerana dunia cenderung kepada elektrifikasi untuk memacu penyahkarbonan dalam perlumbaan menentang perubahan iklim. Tetapi permintaan yang semakin meningkat memberi penekanan yang lebih besar pada batasan dan kelemahan teknologi bateri lithium-ion (Li-ion) generasi semasa. Di sinilah Cambridge University spin-out Molyon berharap untuk muncul: permulaan UK sedang membangunkan teknologi litium-sulfur (Li-S) generasi akan datang.
Bateri litium-S menjanjikan prestasi yang jauh lebih baik kerana ketumpatan tenaganya yang lebih tinggi berbanding sel litium-ion, ditambah pula dengan faedah kemampanan rantaian bekalan yang lebih baik kerana ia mengandungi sulfur yang tinggi. Sesetengah mineral yang penting kepada bateri litium-ion lebih sukar ditemui.
“Bateri semasa, seperti yang digunakan dalam telefon kami, komputer riba kami, kereta elektrik kami, sememangnya tidak cukup baik,” hujah Ketua Pegawai Eksekutif dan pengasas bersama Molyon Dr. Ismail Sami (gambar di atas kiri, dengan pengasas bersama dan CTO). Dr Zhuannan Li). “Ia mahal, mengandungi bahan yang jarang berlaku seperti kobalt, dan tidak cukup baik dari segi prestasi.”
“Saya perlu mengecas telefon saya banyak kali, kadang-kadang dalam sehari. Apabila orang berfikir tentang membeli kenderaan elektrik, “kebimbangan jarak jauh” masih muncul. Jadi, bateri litium-ion mencapai siling kaca itu dari segi prestasi. Dan kita memerlukan generasi akan datang—selangkah ke hadapan dalam produktiviti—supaya kita boleh melakukan lebih banyak lagi dan menuju ke arah Net Zero.”
Sudah lama terdapat keterujaan tentang potensi prestasi bateri Li-S, yang dicipta pada tahun 1960-an. Walau bagaimanapun, pengkomersilan telah terhenti kerana sulfur bertindak balas di dalam bateri dan akhirnya mempercepatkan degradasi sel, bermakna bateri bertenaga tinggi ini secara sejarahnya telah terbakar dengan cepat. Dan tiada siapa yang mahukan bateri pembunuh yang hanya bertahan beberapa kitaran pengecasan.
Tetapi Molyon kini percaya ia telah menemui penyelesaian kepada masalah menstabilkan bateri Li-S selama “beratus-ratus kitaran” dengan menggunakan bahan katod baharu yang dikatakan Sami berfungsi “sangat baik.” Perkembangan ini menjanjikan untuk membuka kunci potensi transformatif Li-S pada skala komersial—dengan syarat pasukan itu boleh menterjemah kemajuan makmal mereka ke dalam teknologi dunia sebenar.
Permulaan itu diasaskan pada Februari tahun ini – berdasarkan kira-kira 15 tahun penyelidikan di Jabatan Sains Bahan di Universiti Cambridge. Ini adalah kerja yang sedang dilakukan oleh kumpulan Chhowwalla di Jabatan Sains Bahan (dinamakan sempena Profesor Manish Chhowwalla), dengan bahan yang dipanggil molibdenum disulfida logam (juga dikenali sebagai MoS).2), yang Molyon merancang untuk dikomersialkan pada tahun-tahun akan datang.
Bercakap tentang kelebihan bahan lain, Sami mencatatkan MoS.2 “tersebar secara semula jadi” – ia mengatakan ia “berlaku di seluruh dunia, di AS, di China, di Australia, di seluruh dunia” – yang mencadangkan bateri yang menggunakan bahan itu tidak akan mempunyai banyak masalah dalam rantaian bekalan.
MoC2 berlaku secara semula jadi sebagai semikonduktor, jadi dia menerangkan bahawa bahagian penting dalam proses permulaan melibatkan mengubahnya menjadi logam untuk menjadikannya konduktif. Mereka kemudian menggunakan MoS konduktif.2 sebagai bahan tambahan kepada katod (iaitu terminal positif bateri), ia menghasilkan bateri litium-sulfur yang stabil yang boleh dicas dalam banyak kitaran.
Percubaan lain untuk mengkomersialkan bateri Li-S biasanya menggunakan karbon sebagai bahan tambahan, kata Sami. Dengan berbuat demikian, dia berhujah bahawa Maulion sedang melakukan sesuatu “pada asasnya” baru dan berbeza daripada percubaan sebelumnya (atau lebih banyak pesaing semasa).
Permulaan itu mematenkan penggunaan MoS2 dalam bateri Li-S, yang turut memberikan keselamatan semasa dalam perjalanan.
“Apa yang sebenarnya kita lakukan dengan bahan ini ialah membenarkan sulfur melakukan tugasnya, bertindak balas dengan litium, membebaskan tenaga itu, dan bukannya larut ke dalam elektrolit. Jadi apa yang kami dapati ialah molibdenum disulfida ialah bahan tambahan yang kemudiannya menyelesaikan masalah utama pelarutan sulfur dalam bateri,” katanya kepada TechCrunch.
“Kami menunjukkan bahawa karbon bukanlah bahan tambahan yang baik,” tambah Sami. “Ia tidak mempunyai ciri khas yang diperlukan untuk menghalang sulfur daripada larut dalam elektrolit dan menghasilkan bateri yang tahan lama. . . [W]Kami benar-benar telah menemui satu kejayaan dan perubahan radikal dalam tahap bahan yang belum pernah ditunjukkan sebelum ini.”
Gandakan tenaga anda
Dalam prototaip awal sel litium-S, yang sama saiznya dengan bateri telefon bimbit, pasukan itu dapat menunjukkan dua kali ganda tenaga bateri litium-ion, katanya. Apabila pengasas bersama melihat hasil yang mereka perolehi, mereka segera memutuskan untuk meninggalkan syarikat itu dan “melakukannya,” seperti yang dikatakan oleh Sami.
Molyon mengumumkan pusingan benih bernilai $4.6 juta yang diketuai oleh pelabur teknologi mendalam Eropah dan peringkat awal IQ Capital dan Plural untuk berusaha ke arah mewujudkan kemudahan perintis yang boleh menghasilkan prototaip bateri Li-S untuk demonstrasi pasaran dan menggembirakan bakal pelanggan.
“Pembiayaan awal ini akan membolehkan kami melancarkan dan membina kemudahan perintis kami di Cambridge,” kata Sami. “Apa yang kami fokuskan dengan modal ini ialah meningkatkan bahan ini, meningkatkan saiz katod – yang sebenarnya merupakan sumber kami, sos rahsia kami, kejayaan kami dalam bateri litium-sulfur – jadi kembangkan operasi kami untuk berpeluang untuk buat ini. semuanya pada masa yang sama.”
“Kami perlu menunjukkan bateri sebenar dan menunjukkan prestasinya,” tambahnya. “Kami akan menumpukan pada bahan dan mempertingkatkannya, dan menunjukkan bateri sebenar yang praktikal.”
Sami tidak akan meramalkan berapa lama masa yang diambil oleh pasukan untuk sampai ke peringkat prototaip komersial – dia hanya akan mengatakan bahawa mereka memberi tumpuan untuk mendapatkan teknologi Li-S mereka untuk memasarkan “secepat mungkin.”
Molyon juga belum memutuskan sepenuhnya bentuk model perniagaannya, tetapi dia berkata mereka mahu menawarkan “platform teknologi” kepada pasaran, mencadangkan mereka mungkin terbuka kepada inovasi pelesenan pada masa hadapan.
Salah satu kawasan pertama yang menunjukkan penggunaan prototaip bateri Li-S ialah dron dan robot.
Apabila ditanya mengapa mereka memilih kes penggunaan tertentu ini, Sami menekankan bahawa sel Li-S yang lebih ringan boleh benar-benar bersinar dalam aplikasi mudah alih di mana berat memberi kesan kepada prestasi. Mereka juga berharap teknologi ini akan berguna dalam memperluaskan rangkaian kenderaan elektrik pada masa hadapan.
“Bateri litium-sulfur [are] tenaga yang sangat tinggi setiap berat, dan itu menjadikannya sangat berguna untuk pelbagai aplikasi—apa-apa sahaja yang bergerak, apa-apa yang terbang,” katanya sambil memetik pengangkutan, mobiliti dan “robot mudah alih” sebagai kawasan aplikasi yang sangat menarik.
“Dalam industri dron, dapat terbang lebih lama dan lebih jauh adalah kelebihan yang jelas,” tambahnya. “Oleh itu, kami percaya pasaran ini adalah pengguna awal bateri litium-sulfur kerana peningkatan prestasi besar yang boleh kami bawa kepada dron dan membolehkan mereka melakukan lebih banyak dengan bateri kami dan bukannya bateri semasa di pasaran.”
Memandangkan kes penggunaan ini, TechCrunch mencadangkan bahawa industri pertahanan boleh menjadi pelanggan masa depan untuk teknologi Molyon.
“Ini berpotensi menjadi aplikasi yang menarik atau bakal pelanggan,” jawab Sami agak berat hati. “Tetapi kami benar-benar awal dalam perjalanan kami-kami memberi tumpuan kepada katod, kami memberi tumpuan kepada bateri, dan kemudian kami melihat aplikasi dan pelanggan yang berpotensi pada masa hadapan.”
“Saya fikir bateri ini berpotensi untuk digunakan dalam beberapa aplikasi di mana julat adalah penting. Dan kami sedang melihat aplikasi dan kes penggunaan yang berbeza ini dan mengenal pasti di mana bateri litium-sulfur ini boleh membuat perbezaan,” tambahnya.
Mengulas mengenai pembiayaan dalam kenyataan sokongan, Karina Namih, rakan kongsi di Plural, berkata: “Pasukan yang cemerlang dan berdedikasi ini mempunyai harta intelek, pengetahuan teknikal yang mendalam, semangat dan pengalaman komersil untuk membawa teknologi baharu ini ke pasaran dan mencipta syarikat bateri baharu. ini boleh mencabar pembekal tradisional.”
Max Bautin, Rakan Kongsi Am di IQ Capital, menambah: “Molyon telah membuat penemuan revolusioner dalam sains bahan yang akan mengubah secara radikal ketumpatan tenaga bateri dan membuka pasaran yang besar. Kami sangat kagum dengan semangat dan pengalaman pasukan Molyon, dan tahap kematangan di mana mereka telah menunjukkan potensi teknologi mereka. Kami berbesar hati untuk menyokong Molyon pada peringkat yang menarik ini dalam usaha mereka ketika mereka berkembang ke tapak perintis pertama mereka dan seterusnya.”
