Proč jsou polovodičové baterie pro drony zásadní změnou

Nechápejte mě špatně – lithium-iontová byla pro drony tahoun. Proměnila neohrabané hobby sady na nástroje, které mohou dodávat léky nebo skenovat zemědělská pole. Ale po rozhovoru s desítkami operátorů dronů za poslední rok jsem slyšel stejné frustrace opakovaně. Doručovací tým v Minnesotě musel loni v lednu uzemnit svou flotilu, protože teploty -10 °F zabily lithium-iontové nálože za 12 minut. Služba dronů v lékárně v Texasu měla blízko, když se uprostřed letu poblíž školy přehřála baterie. A téměř každý si stěžuje na dobu letu: maximálně 20–30 minut, což znamená, že zpáteční let dlouhý 4 míle na to tlačí. Aby se doručování z dronu posunulo za hranice „pilotních projektů“ a do každodenního života, potřebujeme baterii, která nezpůsobí žádné výstřely.

Vstuptepolovodičové baterie. Toto není jen „lepší baterie“ – je to kompletní reset toho, jak napájíme drony. Velký posun? Namísto kapalného elektrolytu, který činí lithium-ion hořlavým a citlivým na počasí, používá pevné jádro husté pevné jádro (předpokládejme keramiku nebo vyztužený polymer). Je to jako vyměnit děravou plastovou láhev na vodu za termosku z nerezové oceli: odolnější, bez rozlití a postavená tak, aby zvládla chaos. A pro doručování dronem? Tato malá změna odemyká možnosti, o kterých jsme dosud mluvili.

Začněme nejzjevnější výhrou: letový čas. Začátkem tohoto roku jsem pracoval s testováním řetězce pizzypolovodičové bateriena jejich doručovacích dronech. Jejich stará lithiová zařízení dokázala letět 3 míle tam a zpět a nést jednu krabici od pizzy, než potřebovala dobít. S pevnou fází? Dosáhli 8 mil – dost na pokrytí tří dalších čtvrtí na dron – a přidali druhou krabici bez sekání. To není jen „více času ve vzduchu“; to je rozdíl mezi doručováním dronem, které je novinkou a ziskovou součástí jejich podnikání. Pro malé operátory, zdvojnásobení vaší dodací zóny bez nákupu dalších dronů? To je absolutní výhra, kterou nemůžete ignorovat.

Bezpečnost je další nesmlouvavá. Loni v létě měl klient doručující zdravotnický materiál na Floridu strach: lithium-iontová baterie začala během letu kouřit, což přinutilo pilota přistát na prázdném pozemku. Přešli na polovodičové prototypy a od té doby? Žádné přehřívání, žádné úniky – ani když se dron zachytil v bouřce a spadl do trávy. Pro bezpilotní letouny létající nad rušnými ulicemi, školami nebo nemocnicemi není tento klid jen příjemný – je třeba získat souhlas regulačních orgánů. Hořlavá kapalina lithium-iontů byla pro regulátory vždy varovným signálem; pevné skupenství toto riziko zcela eliminuje.

Pak je tu počasí – tichý zabiják lithium-iontového výkonu. Ten klient z Minnesoty, o kterém jsem se zmínil? Minulou zimu testovali polovodičové baterie a najednou jejich drony létaly 40 minut v mrazivých teplotách – dost na to, aby urazily celou trasu, aniž by se otočily. Dole v Arizoně doručovací služba potravin zjistila, že polovodičové baterie udržely 90 % svého nabití v teple 100 °F, ve srovnání s 60 % u lithium-iontových baterií. Aby doručování dronem fungovalo po celé zemi, nemůžete mít systém, který se vypne, když se počasí dostane do extrému. Solid-state konečně poskytuje operátorům tu konzistenci.

To také není jen teorie. Velcí hráči na baterie přeměňují prototypy na nástroje, které mohou doručovací týmy skutečně používat. CATL – čínský bateriový gigant, který pohání polovinu světových elektromobilů – představil začátkem tohoto roku „kondenzovanou“ polovodičovou baterii dosahující 500 Wh/kg. Přeložme to pro operátory dronů: standardní lithium-iontová baterie má maximální kapacitu 250 Wh/kg, což vám poskytne 30 minut letu. Při 500 Wh/kg? Díváte se na 1,5 hodiny letu. Představte si dron, který dokáže doručit balíčky do celého malého města na jednu cestu, dobít se za 45 minut (pevné nabití je také mnohem rychlejší) a zase vyrazit. CATL je již testuje s čínskými společnostmi zabývajícími se drony a včasná zpětná vazba je obrovská – jeden operátor zkrátil své denní zastávky nabíjení z 8 na 3.

Nyní buďme skuteční – stále existují překážky. Právě teď stojí polovodičové baterie 2-3x více než lithium-iontové. Ale to je srovnatelné s novými technologiemi – vzpomeňte si, když baterie pro elektromobily stojí \(1000 za kWh? Nyní jsou pod \)150. CATL říká, že jejich baterie s kapacitou 500 Wh/kg bude do roku 2026 odpovídat špičkovým lithium-iontovým cenám a QuantumScape se zaměřuje na podobné snížení nákladů, protože navyšuje výrobu. Další výzvou je výroba v měřítku – v současnosti se většina polovodičových baterií vyrábí v malých sériích. Ale s tím, jak stále více společností zabývajících se drony zadává objednávky, se to rychle změní.

Zde je závěr pro každého, kdo doručuje drony: problém s baterií se konečně prolomil. Během příštích 3–5 let se polovodičový systém změní z „nevymožitelného“ na „nevyhnutné“ pro každého operátora, který chce konkurovat. Týmy, které přijmou tuto technologii brzy? Budou to oni, kdo doručí balíčky rychleji, pokryjí více území a získávají zákazníky – zatímco konkurenti se drží lithium-iontové hry.

Pro investory je to šance dostat se do sektoru, který se chystá explodovat. Pro spotřebitele to znamená rychlejší dodávky, spolehlivější služby a nižší náklady. A pro nás – lidi tvořící budoucnost doručování – to znamená, že konečně uvidíme, jak technologie dronů naplňuje humbuk.

Přivedlo nás sem lithium-iontové. Ale v pevné fázi? Doručí se dronem tam, kam jsme vždy chtěli.