Nanopowłoki na ratunek eksplodującym bateriom

Eksplodujące baterie w Samsungu Note 7 szybko wywołały zamieszanie, które doprowadziło do fali zwrotów urządzeń. Program wymiany wprowadzony przez producenta zaowocował niestety tylko kolejnymi przypadkami wadliwych baterii i związanych z tym reklamacji. Ostatecznie Samsung zmuszony został do całkowitego wycofania sprzętu z rynku, natomiast dla tych, którzy zdecydują się pozostać przy swoim telefonie, producent wypuścił aktualizację oprogramowania, która ma na celu ograniczenie możliwości ładowania baterii do 60%. O skali zagrożenia spowodowanego wadliwym produktem świadczy fakt, iż nawet FAA (Federalna Administracja Lotnictwa w USA) zabroniła wnoszenia smartfonów, które pozostały jeszcze w użyciu, na pokład samolotów kursujących nad Stanami Zjednoczonymi. Wszystkiemu jednak można było zapobiec – jak twierdzą przedstawiciele przedsiębiorstwa Forge Nano (dawniej znanego jako PneumatiCoat Technologies). Technologia nanopowlekania stosowana przez firmę znacznie podnosi temperaturę krytyczną łatwopalnych elektrolitów zawartych w bateriach litowo-jonowych, przesuwając barierę znacznie poza zakres temperatur roboczych komponentu. Kluczem do rozwiązania problemu zgodnie z informacjami pochodzącymi od Forge Nano jest proces ALD (Atomic Layer Disposition). © Forge Nano Forge Nano jest wstanie pokryć nano-powłoką wszystko – od pojedynczej cząsteczki mąki, aż po skomplikowany rurociąg. Technologię można zaaplikować do wszystkich elementów, które wymagają izolacji – fizycznej, chemicznej, termicznej itd. Powłoki pozostają stabilne w praktycznie każdych warunkach. ,,Powłoki warstwy atomowej są chemicznie związane z powierzchnią aktywnych cząsteczek materiału, z którego zbudowana jest katoda baterii Li-Ion - działają one jak powłoka ochronna na czekoladkach M&M’s. Niezależne testy i badania pokazały, że powłoki ALD mogą zablokować bądź zredukować proces powstawania w bateriach niechcianych cząsteczek, które mogą prowadzić do egzotermicznych reakcji łańcuchowych" – twierdzi Dr. James Trevey, wiceprezes ds. technicznych Forge Nano w wywiadzie dla EE Times. W miarę wyczerpywania się baterii litowo-jonowej rozgrzaniu ulega wewnętrzna przegroda pomiędzy łatwopalnymi elektrolitami. Po jej stopieniu dochodzi do uwolnienia nagromadzonego ładunku wywołując gwałtowną reakcję chemiczną pomiędzy tymi elektrolitami, która w następstwie prowadzi do ich wybuchu. Po rozerwaniu obudowy ogień natychmiastowo zostaje podsycony tlenem zawartym w powietrzu i przenika do kolejnych przegród baterii, wywołując reakcję łańcuchową. Forge Nano zapewnia, iż przy użyciu ich technologii pierwotny zapłon nie powinien mieć miejsca – nawet przy bezpośrednim zwarciu elektrod baterii. Na początku roku magazyn Nature opublikował raport z badań prowadzonych w Oak Ridge National Laboratories, który potwierdził skuteczność technologii ALD w zapobieganiu przemian fazowych powierzchni w wysokonapięciowych bateriach litowo-jonowych. Od tej pory specjaliści z Forge Nano pracowali nad komercyjną wersją swojego produktu, która lada moment powinna ujrzeć światło dzienne. Forge Nano oferuje pokrywanie elementów powłoką ALD w swoich laboratoriach, jednak producenci zainteresowani technologią mogą również zakupić urządzenia niezbędne do wykorzystania we własnym procesie produkcyjnym. Po zmianie nazwy z PneumatiCoat technologies, przedsiębiorstwo, działając już jako Forge Nano wprowadziło na giełdę akcje serii A. ,,Nazwa ‘Forge Nano’ ucieleśnia naszą wizję wprowadzenia rozwiązań materiałowych, które odmienią świat. PneumatiCoat zyskała rozpoznawalność dzięki rozwiązaniom na polu baterii litowo-jonowych, natomiast od kiedy ALD stało się technologią platformową, nasz rebranding jako Forge Nano zwiastuje rozpoznawalność jako dostawcy rozwiązań materiałowych dla każdego rodzaju technologii, nie tylko na polu baterii" – mówi Trevey w wywiadzie dla EE Times. Seria A jest następstwem ok. $20000 finansowania zalążkowego pochodzącego od założycieli, dotacji rządowych oraz przychodów z usług, wraz z 20 milionami dolarów w celu rozszerzenia możliwości produkcyjnych przedsiębiorstwa oraz zasilenia działu R&D w celu intensywnego rozwoju. Sprzedaż technologii, która pomogłaby producentom baterii typu Li-Ion uczynić ich produkty bezpieczniejszymi mogłaby wydawać się strzałem w dziesiątkę. Przedsiębiorstwo Elequs Technologies, które stara się wzmocnić baterie kevlarowymi przegrodami, podaje jednak, iż producenci uważają poziom bezpieczeństwa swoich produktów za ‘adekwatny’ i wolą inwestować swoje pieniądze w badania nad zwiększeniem pojemności baterii. O ile bezpieczeństwo przechyli szalę zwycięstwa nad kwartalnymi przychodami, Forge Nano oraz Elegus Technologies odniosą sukces i zrewolucjonizują rynek baterii litowo-jonowych. Obecnie Forge Nano przenosi się do nowej siedziby w Louisville, Colorado, licząc na osiągnięcie 250 procentowego przyrostu żywotności nanopowlekanych materiałów katodowych, zapewniając jednocześnie znaczne podniesienie poziomu bezpieczeństwa użytkowników. Nowa fabryka o powierzchni ponad 1100 m2 powinna przynieść dziesięciokrotne zwiększenie produkcji – z 30 do 300 ton nanostrukturalnych materiałów rocznie. Oprócz tego przedsiębiorstwo obiera sobie za cel dotarcie do producentów między innymi katalizatorów i ogniw paliwowych, gdzie również powstaje zapotrzebowanie na oferowane przez nich technologie. Zgodnie z informacjami podanymi przez Forge Nano jest to rynek wart 20 miliardów dolarów, która to wartość wciąż rośnie.