Технологія графен-алюмінієвих іонних батарей GMG досягає рубежу повної зарядки за 6 хвилин

Брисбен, Австралія — Graphene Manufacturing Group Ltd. (TSXV: GMG) (OTCQX: GMGMF) оголосила про значний прорив у своєму розвитку батарей, виводячи технологію батарей нового покоління Graphene Aluminium-Ion Battery (G+AI) на ключовий етап. Розроблена у співпраці з Університетом Квінсленду за договором спільної розробки з Rio Tinto та підтримкою Центру інновацій у батареях Індіани, батарея GMG тепер демонструє характеристики продуктивності, що конкурують із преміальними літій-титанатними батареями (LTO) — при цьому зберігаючи суттєво нижчу вартість виробництва.

Прорив у продуктивності: що робить цю батарею особливою

Останній прототип батареї GMG G+AI досяг вражаючої здатності швидкого заряджання, що кардинально змінює дискусію навколо зберігання енергії. Батарея забезпечує повне заряджання приблизно за 6 хвилин — цей показник наразі відповідає лише спеціалізованим високопродуктивним LTO-елементам, що коштують до 1 500 доларів США за кВт·год. Однак технологія GMG може бути виготовлена за ціною, порівнянною зі стандартними літій-іонними батареями, що створює переконливу економічну модель для виробників і операторів автопарків.

Поточні дані тестування, підтверджені сторонніми лабораторними дослідженнями, показують, що батарея досягає:

• 58 Вт·год/кг енергетичної щільності при заряджанні за 1 годину
• 26 Вт·год/кг енергетичної щільності при заряджанні за 6 хвилин
• 62% відновлення ємності всього за 3,2 хвилини під час швидкого заряджання
• номінальна напруга приблизно 3,0 Вольт
• стабільна робота протягом сотень циклів швидкого заряджання без значної деградації

Ці характеристики важливі, оскільки традиційні літій-нікель-магній-кобальтові (LNMC) та літій-залізо-фосфатні (LFP) батареї просто не здатні витримати безперервне заряджання з швидкістю 10C (швидкість заряджання за 6 хвилин). Стандартні комерційні літій-іонні елементи розраховані на зарядку за 1 годину максимум, багато з них потребують 2 години або більше.

Технічні інновації: нові матеріали, нова хімія

Прорив базується на трьох ключових технічних інноваціях. GMG розробила власний гібридний електроліт, що відрізняється від традиційної хімії алюмінієвих батарей — він без хлоридів і не корозійний, що вирішує довгострокову проблему, яка стримувала розвиток алюмінієвих батарей.

Катодна та анодна архітектура є абсолютно новими інженерними рішеннями. Обидва використовують алюмінієву фольгу замість міді, що забезпечує значну вагу та вартість переваг, одночасно дозволяючи стабільне швидке заряджання, яке було підтверджено тестами. У батареї GMG відсутні літій і мідь у ядрі, що зменшує залежність від критичних мінералів і матеріалів, що потребують видобутку.

Разом ці інновації створюють те, що GMG називає «батареєю нового покоління з швидким заряджанням, яка наразі недоступна у світі».

Контекст ринку: порівняння з батареями LTO

Щоб зрозуміти значущість досягнення GMG, важливий контекст надає ринок батарей LTO. На 2025 рік глобальний ринок LTO батарей оцінюється у 5,6 мільярдів доларів США, з прогнозованим зростанням на 10% щороку, що до 2030 року становитиме приблизно 9,0 мільярдів доларів США. Основні виробники — Toshiba, Gree, Microvast і CATL.

Преміальна оцінка LTO відображає реальні технічні можливості: 80% зарядки за 6 хвилин, енергетична щільність 50-80 Вт·год/кг, винятковий цикл життя (70% збереження продуктивності понад 20 000 циклів), і безкомпромісна безпека у складних застосуваннях. Висока ціна обмежила застосування LTO у сферах, де швидке заряджання або надзвичайна надійність виправдовують витрати.

Батарея GMG вже демонструє схожу швидкість заряджання при значно нижчій вартості. Керівництво прогнозує, що з подальшим розвитком батарея зможе досягти понад 150 Вт·год/кг при заряджанні за 1 годину і перевищити 75 Вт·год/кг при заряджанні за 6 хвилин.

Де ця технологія створює можливості для ринку

Застосування, що стимулюють попит на LTO сьогодні, є цільовими ринками для батарей GMG. У комерційних автопарках — особливо електричних автобусах, машинах для збору сміття та операціях з перевезення — швидке заряджання значно зменшує потребу у кількості автотранспорту. Транспортні служби можуть досягти цільової частоти маршрутів із меншим числом транспортних засобів, якщо батареї приймають повторні високопродуктивні можливості швидкого заряджання під час коротких зупинок.

Державна підтримка прискорює цю тенденцію. Програми грантів США на низькі викиди для автобусів — понад 1,5 мільярда доларів щороку — мають чіткі вимоги до швидкого заряджання. Китайські програми субсидій компенсують до CNY 80 000 (приблизно 11 396 доларів США) за новий енергетичний автобус, що сприяє швидкому розгортанню у провінційних містах.

Крім транспорту, батареї GMG мають застосування у кількох вертикальних секторах: стаціонарні системи зберігання енергії для регулювання частоти та пікових навантажень, промислові робототехнічні системи з безперервною роботою, авіація та оборона — при температурах від -40°C до +60°C, а також нові станції обміну батарей, що вимагають ультра-швидких циклів заміни. CATL планує встановити 1 000 станцій обміну у 2025 році та 30 000-40 000 станцій до 2030 року, кожна з яких потребує батарейних блоків, що витримують тисячі швидких обмінів.

Додаткові застосування включають гібридні та електричні автомобілі з рекуперативним гальмуванням, платформи для обміну батареями за 5 хвилин для таксіфлотів, бездротові будівельні інструменти, автономні наземні транспортні засоби, медичне обладнання та навіть замінювачі 12V акумуляторів для свинцево-кислотних систем.

Технічна готовність і графік розвитку

Батарея GMG G+AI наразі знаходиться на рівні готовності технології батарей (Battery Technology Readiness Level) 4, тобто технологія переходить від фундаментальних лабораторних демонстрацій до прототипування. У співпраці з Центром інновацій у батареях GMG очікує просування до рівнів BTRL 7 і 8, оскільки обладнання та процеси виробництва для G+AI батарей узгоджуються з існуючою інфраструктурою виробництва літій-іонних батарей.

Компанія опублікувала дорожню карту розвитку, що передбачає початок тестування клієнтами у 2026 році, а також початок невеликого комерційного виробництва у 2027 році за підтримки різних партнерів, включаючи Центр інновацій у батареях.

Чому хімія має значення: безпека та інтеграція систем

Однією з часто недооцінюваних переваг технології GMG є її теплові характеристики. Батарея розроблена для безпечної роботи без літію — що усуває ризик теплового пробігу, характерний для літій-іонних акумуляторів. GMG вважає, що батарея, ймовірно, не потребуватиме спеціальних систем теплового управління, на відміну від майже всіх сучасних літій-іонних акумуляторних блоків.

Це змінює фізику проектування батарейних модулів. GMG планує використовувати пластикові корпуси для батарейних блоків замість металевих, що зменшує вагу, вартість і складність виробництва, одночасно підвищуючи енергетичну щільність у порівнянні з цим. Металеві корпуси в літій-іонних батареях потрібні переважно для теплового управління та пожежобезпечності — функцій, які потенційно можуть бути непотрібними для хімії GMG.

Визнання галузі та імпульс партнерств

Боб Гейлен, колишній технічний директор CATL і тепер Неналежний директор GMG, прокоментував розвиток: «За майже п’ять десятиліть у батарейній галузі я рідко бачив технологію з таким проривним потенціалом, як у наступному поколінні графеново-алюмінієвих батарей GMG. Можливість заряджання з порожнього до повного за близько шести хвилин кардинально змінює уявлення про те, як дизайнери можуть мислити про електромобілі, споживчу електроніку та стаціонарне зберігання.»

Гейлен підкреслив, що ця технологія є новою платформою, а не просто покращенням: «Це не просто незначна модифікація існуючих елементів — це нова платформа, яка може відкрити ринки та сфери застосування, що раніше були економічно недоцільними або непрактичними.»

Крейг Ніколь, керівник і генеральний директор GMG, описав підхід команди: «Ми переробили цю батарею у наших щотижневих спринтах з нуля і розробили абсолютно нові складні катод, анод і електроліт. Це забезпечить технологію швидкого заряджання нового покоління, яка наразі недоступна у світі.»

Глобальні компанії з різних секторів конфіденційно виявили інтерес до співпраці, повідомляє керівництво.

Ширший контекст: масштабне виробництво графену

Основна компетенція GMG полягає у власній технології виробництва графену. Компанія розкладає природний газ на його складові — вуглець (графен), водень і залишкові вуглеводневі гази — за допомогою внутрішнього виробничого процесу. Це дає високоякісний, масштабований, з низьким рівнем забруднення графен, придатний для різних застосувань.

Крім батарей, GMG комерціалізувала графенові покриття для опалення, вентиляції та кондиціонування, які тепер адаптують для електронних теплоотводів, промислового обладнання та дата-центрів. Також компанія виробляє графенові добавки до мастил, спрямовані на підвищення паливної ефективності дизельних двигунів.

Перспективи: масштаб і комерціалізація

Компанія вірить, що зможе дотриматися графіка розвитку, незважаючи на значні інженерні виклики. Подальша оптимізація катода, анода та електроліту — а також зменшення ваги компонентів — є шляхом до досягнення цілей керівництва щодо продуктивності.

Галузеві спостерігачі зазначають, що успішна комерціалізація вирішить справжню ринкову проблему. Преміальний ринок LTO батарей приносить значний дохід, але обмежений через цінові обмеження. Альтернатива з нижчою вартістю, що забезпечує таку ж швидкість заряджання, може зайняти значну частку ринку у сферах комерційних автомобілів, зберігання енергії для мережі та спеціальних застосувань, що наразі є економічно недоцільними з LTO батареями.

Наступні важливі етапи — у 2026 році з тестуванням і валідацією клієнтів, а також початок раннього комерційного виробництва у 2027 році.