Сколько элементов питания для нашей компактной и мобильной электроники потребуется в 2010 году?

 


Три японские компании — Sony, Sanyo и Matsushita — понесли крупные потери от своих литиевых ионных батареек. Батарейки, поставляемые Sony для лаптоп компьютеров, производимых компаниями Dell, Apple, Lenovo, Acer и Toshiba, оказались «склонными» к перегреву, и в результате были массово рекламированы и отозваны. Более 200 тыс. литиевых ионных элементов, поставленных в ноутбуки марки ThinkPad компании Lenovo, и 46 млн. батареек компании Matsushita для мобильных телефонов Nokia оказались дефектными и были отозваны. Несмотря на эти неудачи, компании продолжают наращивать объемы выпуска и инвестируют крупные суммы в строительство новых производственных мощностей, очевидно, не надеясь, что нанотехнологии в ближайшее время найдут кардинальные решения для компактных элементов питания.

В ответ на растущий спрос Sony планирует увеличить ежемесячный объем производства от сегодняшних 41 млн. до 74 млн. батареек в 2010 г., инвестируя 369 млн. долл. в строительство нового завода и расширение существующих производственных линий, ориентированных на литиевые батареи и зарядные устройства. Sony развивает производство батареек не только в Японии (Motomiya Technology Center и Tochigi Technology Center), но и в Сингапуре, и в Китае.

Основные конкуренты Sony — компании Matsushita и Sanyo также заявили об инвестициях в производство литиевых батареек. Matsushita вкладывает 923 млн. долл. в строительство нового завода в г. Осака, планируя увеличить объем производства от сегодняшних 25 млн. до 75 млн. батареек в месяц. Sanyo будет инвестировать предположительно 1,15 млрд. долл. в свои перезаряжаемые батарейки в течение следующих трех лет, планируя увеличить их выпуск от текущих 70 млн. до 90 млн. в месяц.

Конкурентом батареек как источников питания компактной аппаратуры могут стать твердотельные топливные микроэлементы (micro fuel cells). Активными игроками в мире в процессах миниатюризации сегодняшних топливных элементов являются более 60 институтов и компаний. Топливный элемент – это электрохимический прибор, который преобразует химичекую энергию топлива (водород или метанол) в электрическую энергию. В отличие от батареек, которые требуют перезарядки, топливные элементы могут непрерывно генерировать электроэнергию до тех пор, пока поступает топливо. Принято относить к топливным микроэлементам небольшие топливные системы, которые могут обеспечить 50 Вт мощность. Несмотря на всю привлекательность для портативных устройств таких микроэлементов из-за потенциально более высокой плотности энергии в сравнении с батарейками, их разработка наталкивается на многие инженерные трудности, в частности, они требуют применения микроэлектром­еханических систем (МЭМС). Несколько компаний включилось в этот пока еще не очень доходный бизнес: Angstrom Power (Канада), AquaFairy (Япония), TecKion, Millennium Cell (США), Mechanical Technology Inc. (MTI, США), Toshiba (Япония). Разработки в компании Angstrom Power пока в стадии изготовления прототипа элемента, основанного на хранении водорода. Ряд компаний понес потери в попытках коммерциализировать выпуск топливных микроэлементов. Отсюда – очевидное стремление компаний консолидироваться и вести дальнейшие разработки в партнерстве.

Возможно, интенсивное развитие нанотехнологий сдвинет негативную ситуацию с топливными микроэлементами в позитивную сторону. Так, недавно испанские исследователи из двух мадридских университетов (Universidad Complutense и Universidad Politcnica) использовали в качестве основы для твердотельного топливного элемента сверхрешетку, состоящую из многослойки оксида циркония и оксида стронций титана, параметры решетки которых различаются. В результате образующиеся на интерфейсе дефекты в виде вакансий приводят к усилению транспорта ионов. Независимое исследование испанских сверхрешеток, проведенное в Окриджской национальной лаборатории, показало, что ионная проводимость в сверхрешетке возросла почти в 100 миллонов раз по сравнению с проводимостью материалов традиционных топливных материалов.. Аналитики рынка оценивают, что топливные микроэлементы могут стать мэйнстримом после 2010 г.


Источник: NanoNewsNet