Anglo American and Platinum Group założyły w zeszłym roku LionBatteryTechnologies i Florida International University (Florida International University) i uzyskały amerykańskie patenty na zastosowanie metali z grupy platynowców i nanorurek węglowych. Rozmawialiśmy z Lion, aby dowiedzieć się więcej o projekcie i znaczeniu inwestowania w nowe lub rozszerzone zastosowania przemysłowe wydobywanych metali.

Metale z grupy platynowców od dawna uważane są za potencjalne zmiany w planach zrównoważonego rozwoju, zwłaszcza w dziedzinie kontroli emisji i energii alternatywnej. Wykorzystanie ich właściwości katalitycznych do poprawy wydajności baterii jest ważnym krokiem naprzód dla pojazdów elektrycznych i otwiera drzwi do dłuższej żywotności baterii, nie tylko do transportu. Chociaż koncepcja ta nie została jeszcze skomercjalizowana, Lion Battery Technology wierzy, że nadchodzą.

Spółka joint venture powstała w 2019 roku w celu wsparcia pracy dr Bilala el-Zahaba. Bilal el-Zahab, adiunkt inżynierii mechanicznej i materiałowej na Florida International University (FIU), badał korzyści płynące z dodania metali z grupy platynowców do technologii akumulatorów. W szczególności dr El Zahab odkrył, że po dodaniu metali z grupy platynowców, palladu i platyny, poprawia się wydajność zarówno akumulatorów litowo-tlenowych, jak i litowo-siarkowych, zwiększając w ten sposób gęstość energii i możliwość recyklingu akumulatorów. Ostatnie patenty dodały oliwy do ognia i oczekuje się, że projekt wkrótce wejdzie na rynek, dzięki czemu metale z grupy platynowców staną się nowicjuszem w branży akumulatorów. W rozmowie z R. Michaelem Jonesem, dyrektorem generalnym Platinum Group, powiedział, że dwa lata temu obecny stan technologii akumulatorów był wyraźnie niewystarczający do zaspokojenia potrzeb szybko modernizującego się świata. Powiedział: „Baterie telefonów komórkowych starzeją się po roku ładowania i rozładowywania”. „Akumulatory czysto elektrycznych pojazdów ważą ponad 300 kilogramów, ale zasięg nadal stanowi problem.

Współczesny świat zmienił się z latarek na baterie w rękach naszych przodków.

„Chociaż baterie litowe można opisać jako rewolucyjny typ baterii, istniejące modele mają krótki czas pracy i przegrzewają się – oprócz możliwości ładowania, praca dr El Zahaba również próbuje rozwiązać te problemy”. Jones Dodał: „Nowoczesne baterie litowe są dobre i stanowią poprawę, ale nadal nie są tym, czego potrzebujemy”. Lit jest prawdopodobnie zwycięzcą baterii, ponieważ jest bardzo lekki i ma dużo elektronów do wykorzystania, dzięki czemu ma dobre właściwości elektryczne. Ale istnieją inne pierwiastki chemiczne, które mogą poprawić baterię po dodaniu do jej wewnętrznego składu chemicznego.

„Chociaż platyna i pallad są obecnie bardzo poszukiwane w katalizatorach pojazdów napędzanych benzyną, ich dobrze znana zdolność do działania jako katalizatory i reakcje przetwarzania paliwa oznacza, że ​​poprawiają wydajność baterii, jednocześnie oszczędzając pieniądze i koszty środowiskowe w tym procesie. Dobre materiały dla kandydatów. Chociaż istniejące baterie litowo-powietrzne i litowo-siarczkowe mogą być bardzo wydajne, historia pokazała, że ​​recykling jest wyzwaniem. Dr El Zahab i jego zespół sześciu ekspertów zajmujących się nanomateriałami, a także zespół podoktorski ds. baterii, udowodnili, że metale z grupy platyny nie tylko pomagają stymulować reakcję, ale także poprawiają cykl ładowania-rozładowania. Aby określić skuteczność tych materiałów w baterii, zespół przeprowadził „setki” eksperymentalnych baterii, codziennie śledził ich wydajność i dostosowywał ich strukturę oraz metale z grupy platynowców, aby znaleźć najlepszą wydajność.

Co dalej? Prace nad nową baterią idą dobrze. Zespół FIU zakończył pierwszy rok badań i osiągnął pierwszy techniczny kamień milowy. Patent ten jest ogromnym sukcesem projektu „Bateria katodowa o zwiększonej stabilności” i obejmuje zastosowanie innowacyjnych technologii, takich jak nanorurki węglowe w bateriach litowych. W ramach nagrody dla FIU, uniwersytet podpisał z firmą Lion umowę o sponsorowaniu badań i wniosków patentowych.

Jones powiedział: „Naszym celem jest wykorzystanie naprawdę przełomowych innowacji przy jednoczesnym zwiększeniu popytu na metale z grupy platynowców. To pierwsze przyznanie patentu jest pierwszym ważnym kamieniem milowym w realizacji tego celu”. Jones uważa, że ​​coraz więcej ludzi zaczyna dostosowywać sieć, aby usunąć bariery dla powszechnego stosowania pojazdów elektrycznych. Rynek tańszych, lżejszych i mocniejszych baterii litowych będzie rósł. Zapewnienie możliwości recyklingu stało się priorytetem dla wielu osób.

Oczekuje się, że te nowe baterie będą szeroko stosowane w elektronice i innych dziedzinach. „Baterie są częścią obecnej technologii, ale jeśli możesz zwiększyć wydajność baterii od trzech do pięciu razy, poprawi to pojazdy i sprzęt elektryczny” – powiedział Jones. „Chociaż wprowadzenie innowacji do akumulatorów komercyjnych zajmuje od trzech do pięciu lat, potencjał jest ogromny”. Chociaż użycie metali z grupy platynowców może zwiększyć koszt akumulatorów, Jones powiedział, że oczekuje się, że wyższa wydajność akumulatorów częściowo zrekompensuje cenę. Wpływ. „Metale z grupy platynowców są dobrymi katalizatorami chemicznymi iz tego powodu zastosowaliśmy je w rurach wydechowych samochodów do oczyszczania spalin” – powiedział Jones.

„Katoda baterii jest lżejsza i mocniejsza niż obecna bateria, co sprawia, że ​​bateria jest mocniejsza i ma dłuższą żywotność niż obecna technologia”. Chociaż ta technologia nie została w pełni rozwinięta, zespół badawczy potwierdził, że katoda zawiera od 10 do 12 gramów nanorurek węglowych opartych na platynie, można zauważyć znaczne korzyści w zakresie wydajności i stosunku masy. Jones powiedział, że docelowa waga firmy wynosi 144 kg dla akumulatorów litowo-powietrznych i 188 kg dla akumulatorów litowo-siarkowych.

Zgłoszono więcej wniosków patentowych, a perspektywy komercjalizacji projektu w najbliższych latach są optymistyczne. „Omawiamy nasze innowacje z komercyjnymi producentami akumulatorów” — powiedział Jones. Przeszliśmy techniczne kamienie milowe pierwszego roku i oczekuje się, że osiągniemy cele na drugi rok przed terminem. „Jesteśmy bardzo zadowoleni, że ta koncepcja dowodzi, że metale z grupy platynowców mogą odegrać ważną rolę w kolejnej innowacji w akumulatorach”. W rzeczywistości AngloAmericanPlatinum ogłosiło w 2019 r., że jej zyski wzrosły ponad dwukrotnie w porównaniu z poprzednim rokiem ze względu na wzrost cen metali platynowych. , co pokazuje możliwości tkwiące w tej dynamicznie rozwijającej się branży.