آندهای سیلیکونی این استارت آپ می توانند بازی باتری را تغییر دهند

باتری‌های لیتیوم یونی همه چیز را از لوازم الکترونیکی مصرفی به لوازم الکترونیکی تبدیل کرده‌اند وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره انرژی اما برای قدرت بخشیدن به موج بعدی فناوری – از هواپیما گرفته تا تلفن های هوشمند – آنها باید متراکم تر شوند.

یک گزینه جایگزینی آندهای گرافیتی درون آنها با آندهای سیلیکونی است. آندهای سیلیکونی می تواند ۱۰ برابر مقدار یون لیتیومی که گرافیت می تواند ذخیره کند و فضای بسیار کمتری را اشغال کند. این بدان معناست که باتری‌های کارآمدتر که عمر طولانی‌تری دارند.

هلندی استارت آپ LeydenJar سالهاست که از مزایای آن سخن گفته است. این شرکت کیف کرده است ۱۰۰ میلیون یورو بودجه سالم تا به امروز – رای اعتماد سرمایه گذاران به آندهای سیلیکون خالص نازک ویفری آن. و امروز، این شرکت سایت اولین کارخانه خود را که قرار است در سال ۲۰۲۶ افتتاح شود، اعلام کرد.

سیلیکون ولی هلند

تسهیلات، در Strijp-T در آیندهوون، هلند، قرار است ۷۰ مگاوات ساعت آند تولید کند که برای ۴ میلیون باتری گوشی هوشمند کافی است. از دیگر کاربردها می توان به باتری های با چگالی بالا اشاره کرد هواپیماهای بدون سرنشینپوشیدنی ها و لپ تاپ ها

کریس رود، مدیر عامل LeydenJar، گفت که گاهی اوقات به عنوان دره سیلیکون هلند شناخته می شود، “هم افزایی” آیندهوون بین دانشگاه ها، موسسات تحقیقاتی و شرکت های صنعتی بستر مناسبی را برای افزایش مقیاس فراهم می کند.

این کارخانه که PlantOne نام دارد، ابتدا بر بازار لوازم الکترونیکی مصرفی تمرکز خواهد کرد و برنامه‌هایی برای توسعه به سمت خودروهای الکتریکی در آینده خواهد داشت. انتظار می رود این مرکز پس از راه اندازی، ۱۰۰ کارمند تمام وقت را استخدام کند.

در حالی که این شرکت هیچ یک از مشتریان خود را فاش نکرد، تیم Aanhane توسعه دهنده تجارت آن به TNW گفت که این همکاری با برخی از ۱۰ شرکت بزرگ لوازم الکترونیکی مصرفی.

او گفت: “ما نمونه های A را برای آنها ارسال می کنیم تا فناوری و پتانسیل خود را ارزیابی کنند. پس از پایان این مرحله، ما شروع به واجد شرایط بودن مواد خود برای معرفی در خطوط تولید می کنیم.”

LeydenJar ادعا می کند که باتری های مجهز به آندهای آن می توانند یک گوشی را در کمتر از هفت دقیقه تا ۸۰ درصد شارژ کنند. و این فناوری می‌تواند باتری‌های لپ‌تاپ را ۴۰ درصد کوچک‌تر کند و امکان طراحی‌های نازک‌تر را فراهم کند. در پهپادها، می تواند برد را تقریبا دو برابر کند.

این شرکت قصد دارد در سال ۲۰۲۸ دومین کارخانه در مقیاس گیگا به نام PlantTwo را بسازد.

سس سیلیکونی مخفی

سیلیکون در واقع قبل از گرافیت برای ساخت آند استفاده می شد. اما چالش های فنی تا حد زیادی آندهای سیلیکونی را در محدوده آزمایشگاه نگه داشته است. مشکل این است که سیلیکون در هنگام شارژ به راحتی متورم می شود و می شکند و طول عمر باتری هایی را که در آنها استفاده می شود کاهش می دهد و حتی به طور بالقوه آنها را ناامن می کند.

LeydenJar این مشکل را توسط رشد ستون های کوچک سیلیکون به ضخامت چند میکرومتر روی فویل مسی. بر خلاف ورقه جامد سیلیکونی، فضاهای بین این ستون‌ها اجازه می‌دهد تا تورم در خود ماده رخ دهد، که از تاثیر آن بر سلول به عنوان یک کل جلوگیری می‌کند.

ستون‌های اسفنج مانند متخلخل و انعطاف‌پذیر هستند و به ناحیه بارگذاری آند بالا منتهی می‌شوند – که به معنای مکان‌های بیشتری برای چسبیدن الکترون‌ها به آن است. این به چگالی انرژی تا ۱٫۳۵۰ Wh/l یا ۳۹۰ Wh/kg ترجمه می‌شود. این ذخیره انرژی تا ۷۰ درصد بیشتر از معادل آند گرافیت است.

به گفته LeydenJar، فرآیند ثبت اختراع آن، نوعی رسوب بخار پلاسما، استفاده می‌کند ۸۵ درصد انرژی کمتر نسبت به روش های موجود، به طور بالقوه آن را دوستدار محیط زیست می کند.

علاوه بر این، لایه‌های آند بسیار نازک، همراه با هزینه کم سیلیکون، می‌توانند آندها را برای تولید در مقیاس گیگا ارزان‌تر کنند.

این فناوری حتی می تواند به کاهش وابستگی اروپا به واردات خارجی کمک کند.

رقابت اتحادیه اروپا برای حاکمیت فناوری

اتحادیه اروپا از نیمه هادی ها گرفته تا خودروهای برقی را دنبال می کند افزایش تولید فناوری های حیاتی برای گذار سبز اما صرفاً ساختن تعداد بیشتری از آنها راضی نیست. همچنین می خواهد تا جایی که امکان دارد از تولیدکنندگان، تامین کنندگان و مواد خام محلی استفاده کند.

به عمل کار برآید به سخندانی نیست. از میان تمام جهش‌های تکنولوژیکی بزرگ در سال‌های اخیر، اکثریت از آسیا و ایالات متحده بوده است. اگر قرار است اروپا همگام شود، این کار را می کند باید با یک تکنولوژی عالی، سریع، یا با پشت سر گذاشتن مواجه شوید.

غول های فناوری مانند ASML نیز پایه هستنددر آیندهوون، بارقه‌ای از امید را ارائه دهید. این شرکت ماشین‌های لیتوگرافی را می‌سازد که تک تک سازنده‌های بزرگ تراشه، از تایوان گرفته تا تگزاس، به آن‌ها اعتماد دارند. دیگری Arm مستقر در انگلستان است که معماری های تراشه تقریباً در هر تلفن هوشمند در جهان یافت می شود.

برای LeydenJar، یکی از بزرگترین مزیت ها این است که برخلاف گرافیت، که اکثریت آن از چین می آید، سیلیکون به وفور در سراسر جهان از جمله در اروپا در دسترس است.

در حالی که این استارت آپ در مقایسه با غول های باتری چین یا ژاپن هنوز کوچک است، Aanhane می گوید افتتاح اولین کارخانه آن “گامی مهم” برای تقویت “توسعه باتری و مواد اروپایی” است.