Prečo polovodičové batérie menia hru pre drony

Nechápte ma zle – lítium-iónová bola pre drony ťažným koňom. Premenil neohrabané hobby súpravy na nástroje, ktoré môžu dodávať lieky alebo skenovať poľnohospodárske polia. Ale po rozhovore s desiatkami operátorov dronov za posledný rok som opakovane počul rovnaké frustrácie. Doručovací tím v Minnesote musel vlani v januári uzemniť svoju flotilu, pretože teploty -10 °F zabili lítium-iónové nálože za 12 minút. Lekárenská služba dronov v Texase mala blízko, keď sa uprostred letu v blízkosti školy prehriala batéria. A takmer každý sa sťažuje na časy letu: maximálne 20-30 minút, čo znamená, že 4-míľový spiatočný let to tlačí. Aby sa doručovanie pomocou dronov posunulo za hranice „pilotných projektov“ a do každodenného života, potrebujeme batériu, ktorá nezaberá.

Zadajtepolovodičové batérie. Toto nie je len „lepšia batéria“ – je to úplný reset toho, ako napájame drony. Veľký posun? Namiesto tekutého elektrolytu, ktorý robí lítium-iónové horľavé a citlivé na počasie, tuhá látka používa husté pevné jadro (napríklad keramiku alebo vystužený polymér). Je to ako vymeniť deravú plastovú fľašu na vodu za termosku z nehrdzavejúcej ocele: odolnejšia, bez rozliatia a vyrobená tak, aby zvládla chaos. A na doručovanie dronom? Táto malá zmena odomyká možnosti, o ktorých sme doteraz len hovorili.

Začnime najzrejmejšou výhrou: čas letu. Začiatkom tohto roka som pracoval s testovaním reťaze pizzepolovodičové batériena ich doručovacích dronoch. Ich staré lítiové zostavy mohli preletieť 3 míle tam a späť a niesť jednu škatuľu od pizze, než potrebovali dobiť. S pevným stavom? Dosiahli 8 míľ - dosť na to, aby pokryli tri ďalšie štvrte na dron - a pridali druhú krabicu bez rezného dosahu. To nie je len „viac času vo vzduchu“; to je rozdiel medzi doručovaním pomocou dronov, ktoré je novinkou a ziskovou súčasťou ich podnikania. Pre malých operátorov, zdvojnásobenie vašej oblasti doručenia bez toho, aby ste museli kupovať ďalšie drony? To je hlavná výhra, ktorú nemôžete ignorovať.

Bezpečnosť je ďalšia vec, o ktorej sa nedá rokovať. Minulé leto mal klient dodávajúci zdravotnícky materiál na Floride strach: lítium-iónová batéria začala počas letu dymiť, čo prinútilo pilota pristáť na prázdnom pozemku. Prešli na polovodičové prototypy a odvtedy? Žiadne prehrievanie, žiadne úniky – dokonca ani vtedy, keď sa dron zachytil v búrke a spadol do trávy. Pre bezpilotné lietadlá lietajúce nad rušnými ulicami, školami alebo nemocnicami nie je tento pokoj len príjemný – je potrebné získať súhlas regulačných orgánov. Horľavá lítium-iónová kvapalina bola pre regulátory vždy červenou vlajkou; pevná látka toto riziko úplne eliminuje.

Potom je tu počasie – tichý zabijak lítium-iónového výkonu. Ten klient z Minnesoty, ktorého som spomínal? Minulú zimu testovali polovodičové batérie a zrazu ich drony lietali 40 minút v mrazivých teplotách - dosť na to, aby pokryli celú trasu bez toho, aby sa otočili späť. Dole v Arizone zistila doručovacia služba s potravinami polovodičové batérie 90 % svojho nabitia pri teplote 100 °F v porovnaní so 60 % lítium-iónových batérií. Aby doručovanie dronmi fungovalo po celej krajine, nemôžete mať systém, ktorý sa vypne, keď sa počasie dostane do extrému. Solid-state konečne dáva operátorom túto konzistenciu.

Toto tiež nie je len teória. Veľkí hráči na batérie menia prototypy na nástroje, ktoré môžu doručovacie tímy skutočne používať. CATL – čínsky gigant v oblasti batérií, ktorý poháňa polovicu svetových elektrických áut – začiatkom tohto roka uviedol na trh „kondenzovanú“ polovodičovú batériu s výkonom 500 Wh/kg. Preložme to pre operátorov dronov: štandardná lítium-iónová batéria dosahuje maximálnu kapacitu 250 Wh/kg, čo vám poskytne 30 minút letu. Pri 500 Wh/kg? Pozeráte sa na 1,5 hodiny letu. Predstavte si dron, ktorý dokáže doručiť balíky do celého malého mesta na jednu cestu, nabiť sa za 45 minút (polovodičové sa nabíja oveľa rýchlejšie) a znova vyraziť. CATL ich už testuje s čínskymi spoločnosťami zaoberajúcimi sa dronmi a skorá spätná väzba je obrovská – jeden operátor skrátil denné zastávky nabíjania z 8 na 3.

Teraz buďme skutoční – stále existujú prekážky. Práve teraz stoja polovodičové batérie 2-3x viac ako lítium-iónové. Ale to je porovnateľné s novou technológiou – pamätajte, keď batérie elektrických áut stoja \(1 000 za kWh? Teraz sú pod \)150. CATL tvrdí, že ich batéria s kapacitou 500 Wh/kg sa do roku 2026 vyrovná špičkovým lítium-iónovým cenám a QuantumScape sa zameriava na podobné zníženie nákladov pri zvyšovaní výroby. Ďalšou výzvou je výroba – v súčasnosti sa väčšina polovodičových batérií vyrába v malých sériách. Ale čím viac spoločností zaoberajúcich sa dronmi zadáva objednávky, rýchlo sa to zmení.

Tu je záver pre každého, kto sa zaoberá doručovaním pomocou dronov: prekážka batérie sa konečne prelomila. V priebehu nasledujúcich 3 až 5 rokov sa polovodičový systém zmení z „vybavenej“ na „nevyhnutnú“ pre každého operátora, ktorý chce konkurovať. Tímy, ktoré prijmú túto technológiu skoro? Budú to oni, ktorí doručia balíky rýchlejšie, pokrývajú väčšiu plochu a získajú zákazníkov – zatiaľ čo konkurenti sa budú držať lítium-iónovej hry.

Pre investorov je to šanca dostať sa do sektora, ktorý sa chystá explodovať. Pre spotrebiteľov to znamená rýchlejšie dodávky, spoľahlivejšie služby a nižšie náklady. A pre nás – ľudí, ktorí budujú budúcnosť doručovania – to znamená, že konečne uvidíme, ako technológie dronov napĺňajú humbuk.

Lítium-iónové nás sem dostali. Ale v tuhom stave? Doručí sa dronom tam, kde sme ho vždy chceli.