Katı Hal Piller: Yeni Nesil Drone'lara Güç Veren, Oyunun Kurallarını Değiştiren Piller

Orta Batı'daki tarım arazilerini ziyaret ettiyseniz, muhtemelen mısır tarlaları üzerinde süzülen ve nokta atışı hassasiyetle gübre püskürten drone'lar görmüşsünüzdür. Bu anlar sadece harika teknoloji demoları değil; Bunlar, drone'ların teslimat, tarım, savunma ve çevre çalışmalarında nasıl vazgeçilmez hale geldiğinin işaretleri. Ancak müşterilerimizden sürekli olarak şunu duyuyoruz: piller onları geride tutuyor.

Hadi parçalayalım. Şu anda neredeyse her ticari drone lityum iyon pillerle çalışıyor. Elbette bu piller yıllar geçtikçe daha iyi hale geldi; bazı modellerde uçuş sürelerinin 20 dakikadan 60 dakikaya düştüğünü ve daha hızlı şarjın arıza süresini kısalttığını gördük. Ancak herhangi bir drone operatörüyle konuştuğunuzda size aynı sıkıntıları anlatacaklardır: Bir teslimat drone'u, pili çok hızlı tükendiği için yolun ortasında geri dönmek zorunda kalabilir. Kuzey Dakota'daki bir çiftçi, soğuk havanın lityum iyon yükünü öldürmesi nedeniyle Ocak ayında mahsul izleme drone'unu kullanamıyor. Bir elektrik santralinin yakınına drone konuşlandıran bir güvenlik ekibi, pil yangınlarından endişe ediyor; Li-ion'un yanıcı sıvı elektroliti, hassas alanlarda gerçek bir risk oluşturuyor. Bunlar küçük sorunlar değil; bunlar dronların tam potansiyellerine ulaşmasını engelleyen sınırlardır.

orasıkatı hal pillerigelin ve dürüst olmak gerekirse bunlar yalnızca bir yükseltme değil. Bunlar, dronlara nasıl güç verdiğimizin tamamen yeniden düşünülmesidir. Aradaki fark basit ama çok büyük: Lityum-iyon pillerde sıvı elektrolit yerine katı hal pillerde katı bir malzeme kullanılıyor (seramik veya polimer kompozitleri düşünün). Üreticiler ve müşterilerle yapılan testlerde gördüğümüz kadarıyla, bu küçük değişiklik, lityum iyonun yarattığı neredeyse her sıkıntı noktasını düzeltiyor.

En büyüğüyle başlayalım: uçuş süresi ve menzili. Geçtiğimiz çeyrekte, katı hal pillerini test etmek için Kaliforniya'da bir drone teslimat şirketiyle çalıştık. Eski lityum iyon düzenekleri, dronlarının 3 kiloluk bir paket taşıyarak gidiş-dönüş 15 mil uçmasına izin veriyordu. Yeni ilekatı hal pilleri? Gidiş-dönüş 28 mil yol kat ettiler ve fazladan 1,5 pound taşıyabiliyorlardı. Operasyonları için bu, drone başına günde iki mahalleyi daha kapsamak anlamına geliyordu ve ekstra uçuşa gerek yoktu. Sınır devriyesinde çalışan bir gözetleme müşterisi için bu, dronların 1 saat yerine 2,5 saat havada kalması anlamına geliyor; bu, üsse dönmeden 64 kilometrelik bir alanı izlemeye yetecek kadar. Bu artan bir gelişme değil; Bu, ekiplerinin başarabilecekleri konusunda tam bir değişim.

Güvenlik, özellikle şehirlerin üzerinde veya kritik altyapıların yakınında uçan dronlar için tartışılamaz bir konudur. Bunu kanıtlamak için bu yılın başlarında şirket içinde küçük bir test yaptık: bir lityum iyon pili ve katı hal pilini aynı koşullara maruz bıraktık: 60°C ısı, küçük bir darbe (küçük bir çarpışmayı taklit ederek). Lityum iyon pil 30 dakika içinde şişti ve sıvı sızdırdı. Katı hal olanı mı? Isınmadı bile. Havalimanları için drone güvenliğini yöneten bir müşteri bize bunun oyunun kurallarını değiştireceğini söyledi; daha önce lityum iyonun aşırı ısınma korkusu nedeniyle drone'ları yere indirmek zorunda kalmışlardı, ancak katı hal bu riski tamamen ortadan kaldırıyor.

Bir de her işletmenin önemsediği maliyet faktörü var. Iowa'daki bir çiftlik müşterisi, lityum iyon drone pillerini her 8 ayda bir değiştirdiklerini hesapladı ve bu da onlara maliyetinin (drone başına yılda 1.800) civarında olduğunu hesapladı. Katı hal pilleri mi? Üretici bunların 3 yıl dayanacağını tahmin ediyor. Hesabı yapın: bu onların yıllık pil maliyetini \)600'e düşürüyor. Peki şarj süresi? Eski li-ion pillerinin tamamen şarj olması 1,5 saat sürüyordu; katı halli olanlar 40 dakikada %80'e ulaştı. Ekim mevsimi boyunca, şafaktan akşam karanlığına kadar dronları çalıştırdıklarında, bu ekstra süre günde 2 uçuş döngüsüne daha denk geliyor ve 50 dönüm daha fazla mısır kaplıyor.

Ayrıca çevreci müşterilerimizin her zaman gündeme getirdiği aşırı koşulları da göz ardı edemeyiz. Geçen ay, bir araştırma ekibinin Kutup tilkisi popülasyonlarını takip etmek için Alaska'da insansız hava araçları konuşlandırmasına yardım ettik. Buradaki sıcaklıklar -30°C'ye düşüyor ve lityum iyon piller 45 dakika içinde ölüyor. Katı hal pilleriyle mi? Drone'lar 2 saat boyunca aralıksız uçtu ve tilki inlerinin net görüntülerini geri gönderdi. Aynı şey çölde yapılan işler için de geçerli: Arizona'daki bir müşteri, orman yangınlarını izlemek için drone kullanıyor ve 100°F sıcaklıkta, li-ion pilleri 10 dakika içinde şarjlarının %30'unu kaybediyor. Katı hal mi? Güneşte saatlerce kaldıktan sonra bile sabit kalıyorlar.

Sürdürülebilirlik hafife almadığımız bir başka kazançtır. Giderek daha fazla müşterimiz ESG hedeflerini soruyor ve katı hal piller burada büyük bir kutucuğu işaretliyor. Lityum iyon pillere göre %70 daha az kobalt kullanıyorlar; kobalt madenciliği hem çevreye hem de yerel topluluklara çok zararlı olduğu biliniyor. Ayrıca sürdürülebilirlik ekibimiz rakamları değerlendirdi: katı hal pillerinin toplam karbon ayak izi (üretimden imhaya kadar) li-ion pillerden %45 daha düşük. 2030 yılına kadar karbon nötr olmayı hedefleyen bir teslimat şirketi için bu, ileriye doğru atılmış büyük bir adım.