Космическая лаборатория

Израильский стартап StoreDot, разрабатывающий аккумуляторы с быстрой зарядкой для электромобилей, заявил, что НАСА дало ему разрешение на проведение программы космических исследований новых аккумуляторных материалов.

Этот эксперимент – один из нескольких израильских исследовательских проектов, которые будут осуществлены на Международной космической станции (МКС) в рамках израильской программы Rakia («небо» на иврите), поддерживаемой Министерством науки и технологии Израиля и Фондом Рамона. Эксперименты проведут в рамках первой в мире частной миссии на МКС Axiom Space Ax-1.

В следующем году для выполнения пунктов программы Rakia на МКС отправится Эйтан Стиббе. Он полетит туда в капсуле SpaceX Dragon и станет вторым израильским астронавтом. Стиббе осуществит на борту 200 часов научных проектов и образовательных программ, включая серию уроков в прямом эфире для израильских школьников.

Фонд Рамона и Министерство науки и технологии Израиля объявили о 44 проектах, выбранных для программы Rakia, многие из которых на данный момент еще нуждаются в одобрении НАСА. Проекты относятся к широкому спектру научных и технологических дисциплин – к радиологии, геномике, иммунологии, функционированию нейронов, квантовой коммуникации, астрофизике, агротехнике, связи, оптике, офтальмологии, функционированию медицинских устройств и исследованию болезней.

На борту МКС технология экстремально быстрой зарядки (XFC) StoreDot на протяжении двух недель подвергнется тщательным испытаниям в условиях невесомости. «Мы уже исчерпали возможности исследования новых материалов на Земле, – сказал генеральный директор StoreDot Дорон Майерсдорф. – Мы пытаемся понять, сможем ли мы ускорить открытие новых материалов в условиях невесомости».

Компания StoreDot, основанная в Тель-Авиве в 2012 г., разработала технологию литий-ионных аккумуляторов с использованием наноматериалов, а также органических и неорганических соединений, которая обеспечивает сверхбыструю зарядку аккумуляторов. Эта методика позволяет взглянуть по-новому на химические процессы обычных литий-ионных аккумуляторов, позволяя вести зарядку таких элементов для электромобиля не часами, а на протяжении нескольких минут. Этот прорыв достигается прежде всего за счет замены графита в аноде элемента питания на наночастицы металлоидов, таких как кремний, что позволяет решить основные проблемы с безопасностью, сроком службы и разбуханием элемента во время процесса зарядки.

Часть проблемы создания инновационных аккумуляторов состоит в уяснении того, что происходит внутри зарядных устройств. Дабы иметь возможность изолировать и идентифицировать химические процессы, аккумуляторные элементы должны пройти испытания в критических условиях: при высокой и низкой температуре, низком уровне кислорода и при других экстремальных сценариях. Это даст возможность исследования различных вариантов деградации аккумуляторных батарей. Майерсдорф говорит, что эксперименты с аккумуляторами с быстрой зарядкой ранее не проводились в космосе, и этот процесс может помочь выявить дефекты при условиях, которых нет на Земле.

В специально спланированном автономном эксперименте элементы батареи XFC стартапа StoreDot с анодом, в котором преобладает кремний, будут проходить сотни циклов зарядки и разрядки. Результаты исследования соберет компьютер, встроенный в единый экспериментальный блок. Как только материалы тестирования возвратят на Землю, команда ученых StoreDot проведет обширный анализ данных, а также исследует сам аккумулятор, чтобы отметить любые физические или химические изменения, произошедшие во время эксперимента.

Результаты исследования помогут при изготовлении первых инженерных образцов аккумулятора XFC стартапа StoreDot с кремниевым анодом для электромобилей, которые будут доступны для тестирования к концу 2022 г.

В 2019 г. компания, стратегическими инвесторами которой являются BP, Daimler, TDK и Samsung Ventures, продемонстрировала первую в мире полную зарядку двухколесного электромобиля за пять минут. Еще одна важная веха наступила в январе 2021 г., когда StoreDot выпустила инженерные образцы таких аккумуляторов.

По поводу эксперимента StoreDot Фонд Рамона и Министерство науки и технологии Израиля заявили: «Бесценные выводы, которые мы получим в результате эксперимента, могут привести к осуществлению быстрой зарядки аккумуляторов, применяемых в большинстве электрических и электронных устройств, включая часы, ноутбуки, электромобили и накопители энергии, которые лежат в основе будущего электроэнергетики».

 

Сергей ХАУДРИНГ