Solid-state-akut: Pelin muuttaja, joka toimii seuraavan sukupolven droneissa

jos olet vieraillut Keskilännen viljelysmailla, olet luultavasti nähnyt droonien liukuvan maissipeltojen yli ja ruiskuttamassa lannoitetta tarkalla tarkkuudella. Nämä hetket eivät ole vain hienoja teknisiä demoja; ne ovat merkkejä siitä, kuinka droneista on tullut välttämättömiä toimituksissa, maataloudessa, puolustuksessa ja ympäristötyössä. Mutta tässä on saalis, jonka kuulemme jatkuvasti asiakkailtamme: akut hidastavat heitä.

Puretaan se. Tällä hetkellä lähes kaikki kaupalliset droonit toimivat litiumioniakuilla. Toki akut ovat parantuneet vuosien varrella – olemme nähneet joidenkin mallien lentoaikojen hiipivän 20 minuutista 60 minuuttiin, ja nopeampi lataus on vähentänyt seisokkeja. Mutta puhu kenelle tahansa drone-operaattorille, niin he kertovat sinulle saman turhautumisen: toimitusdronen saattaa joutua kääntymään takaisin reitin puolivälissä, koska sen akku tyhjenee liian nopeasti. Pohjois-Dakotan maanviljelijä ei voi käyttää sadonvalvontadroneaan tammikuussa, koska kylmä sää tappaa litiumionivarauksen. Droneja voimalaitoksen lähelle sijoittava turvallisuustiimi on huolissaan akkupaloista – litium-ionin palava nestemäinen elektrolyytti on todellinen riski herkillä alueilla. Nämä eivät ole pieniä ongelmia; ne ovat rajoja, jotka estävät droneja saavuttamasta täyttä potentiaaliaan.

sielläsolid-state akuttule sisään – ja rehellisesti, ne eivät ole vain päivitys. Ne ovat täydellinen uudelleenarviointi siitä, kuinka käytämme droneja. Ero on yksinkertainen, mutta valtava: litiumioniakkujen nestemäisen elektrolyytin sijaan solid-state-akuissa käytetään kiinteää materiaalia (ajatellen keramiikkaa tai polymeerikomposiitteja). Sen mukaan, mitä olemme nähneet valmistajien ja asiakkaiden kanssa tehdyissä testeissä, tämä pieni muutos korjaa lähes jokaisen litiumionien aiheuttaman kipupisteen.

Aloitetaan isommasta: lentoajasta ja kantamasta. Viimeisellä vuosineljänneksellä teimme yhteistyötä Kaliforniassa toimivan drone-toimitusyrityksen kanssa solid-state-akkujen testaamiseksi. Heidän vanhan litiumionikokoonpanonsa antoivat drooniensa lentää 15 mailia edestakaisin 3 punnan paketin mukana. Uuden kanssasolid-state akut? He ajoivat 28 mailia edestakaisin - ja saattoivat kantaa ylimääräistä 1,5 kiloa. Heidän toiminnalleen se merkitsi kahden lisäalueen kattamista dronea kohden päivässä ilman ylimääräisiä lentoja. Rajapartiossa työskentelevälle valvonta-asiakkaalle tämä tarkoittaa, että droonit pysyvät ilmassa 2,5 tuntia tunnin sijasta – riittää valvomaan 40 mailin matkaa palaamatta tukikohtaan. Se ei ole asteittainen parannus; se on täydellinen muutos siinä, mitä heidän tiiminsä voivat saavuttaa.

Turvallisuudesta ei voi neuvotella, erityisesti kaupunkien yli tai kriittisen infrastruktuurin lähellä lentäville droneille. Teimme pienen sisäisen testin aiemmin tänä vuonna todistaaksemme asian: altistimme litiumioniakun ja solid-state-akun samoihin olosuhteisiin – 60 °C:n lämpö, ​​pieni isku (matkii pientä törmäystä). Litiumioniakku turpoutui ja vuoti nestettä 30 minuutin kuluessa. Se solid-state? Ei edes lämmennyt. Asiakas, joka huolehtii lentokenttien droneturvallisuudesta, kertoi meille, että tämä on pelin muuttaja – he ovat joutuneet maadoittamaan droneja aiemmin li-ionin ylikuumenemisen pelon takia, mutta solid-state poistaa tämän riskin kokonaan.

Sitten on kustannustekijä – asia, josta jokainen yritys välittää. Maatilaasiakas Iowassa laski, että he vaihtavat litiumioniakkunsa 8 kuukauden välein, mikä maksoi niistä noin \(1 800 vuodessa per drone. Solid-state-akut? Valmistaja arvioi, että ne kestävät kolme vuotta. Tee laskelma: se laskee heidän vuotuiset akkunsa \)600 euroon. Ja latausaika? Niiden vanhojen litiumioniakkujen lataaminen täyteen kesti 1,5 tuntia; solid-state-laitteet osuivat 80 %:iin 40 minuutissa. Istutuskauden aikana, kun he ajavat droneja aamunkoitosta iltaan, tämä lisäaika lisää jopa 2 lentojaksoa päivässä, mikä kattaa 50 eekkeriä lisää maissia.

Emme myöskään voi sivuuttaa äärimmäisiä olosuhteita – ympäristöasiakkaamme tuovat esiin asioita jatkuvasti. Viime kuussa auttoimme tutkimusryhmää ottamaan droneita Alaskassa seuraamaan naaliketun populaatioita. Siellä lämpötila laskee -30 asteeseen ja litiumioniakut kuolisivat 45 minuutissa. Solid-state-akuilla? Droonit lensivät 2 tuntia putkeen lähettäen selkeitä kuvamateriaalia ketun luolista. Sama pätee autiomaatöihin: Arizonassa asuva asiakas käyttää droneja metsäpalojen tarkkailuun, ja 100 °F:n kuumuudessa heidän litiumioniakkunsa menettäisivät 30 % latauksestaan ​​10 minuutissa. Solid-state? Ne pysyvät vakaana – jopa tuntien auringossa olon jälkeen.

Kestävyys on toinen voitto, jota emme ota kevyesti. Yhä useammat asiakkaamme kysyvät ESG-tavoitteista, ja solid-state-akut valitsevat suuren laatikon täällä. Ne käyttävät 70 % vähemmän kobolttia kuin litiumioniakut – koboltin louhinta on tunnetusti haitallista sekä ympäristölle että paikallisille yhteisöille. Lisäksi kestävän kehityksen tiimimme murskasi numerot: solid-state-akun kokonaishiilijalanjälki (tuotannosta hävittämiseen) on 45 % pienempi kuin litiumioniakun. Kuljetusyritykselle, joka pyrkii olemaan hiilineutraali vuoteen 2030 mennessä, se on valtava askel eteenpäin.