सॉलिड-स्टेट बॅटरी: गेम-चेंजर नेक्स्ट-जेन ड्रोनला पॉवरिंग

तुम्ही मिडवेस्टमधील शेतजमिनीला भेट दिली असेल, तर तुम्ही ड्रोन कॉर्नफील्डवर सरकताना, अचूकतेने खत फवारताना पाहिले असेल. हे क्षण केवळ छान तंत्रज्ञान डेमो नाहीत; वितरण, शेती, संरक्षण आणि पर्यावरणीय कार्यात ड्रोन कसे अपरिहार्य झाले आहेत याची ते चिन्हे आहेत. परंतु आमच्या क्लायंटकडून नॉनस्टॉपबद्दल आम्ही ऐकतो ते येथे आहे: बॅटरी त्यांना रोखत आहेत.

चला ते खंडित करूया. सध्या, जवळजवळ प्रत्येक व्यावसायिक ड्रोन लिथियम-आयन बॅटरीवर चालतो. निश्चितच, त्या बॅटरीज गेल्या काही वर्षांमध्ये अधिक चांगल्या झाल्या आहेत—आम्ही काही मॉडेल्ससाठी फ्लाइटच्या वेळा 20 मिनिटांपासून 60 मिनिटांपर्यंत रेंगाळताना पाहिले आहेत आणि जलद चार्जिंगमुळे डाउनटाइम कमी झाला आहे. परंतु कोणत्याही ड्रोन ऑपरेटरशी बोला आणि ते तुम्हाला समान निराशा सांगतील: डिलिव्हरी ड्रोनला कदाचित मध्य-मार्गावर परतावे लागेल कारण त्याची बॅटरी खूप वेगाने संपत आहे. नॉर्थ डकोटातील शेतकरी जानेवारीमध्ये त्यांचे पीक-निरीक्षण ड्रोन वापरू शकत नाही कारण थंड हवामान लिथियम-आयन चार्ज नष्ट करते. पॉवर प्लांटजवळ ड्रोन तैनात करणाऱ्या सुरक्षा दलाला बॅटरीच्या आगीबद्दल काळजी वाटते—लि-आयनचा ज्वलनशील द्रव इलेक्ट्रोलाइट हा संवेदनशील भागात खरा धोका आहे. या काही छोट्या समस्या नाहीत; त्या अशा मर्यादा आहेत ज्या ड्रोनला त्यांच्या पूर्ण क्षमतेपर्यंत पोहोचण्यापासून रोखतात.

तिथेचसॉलिड-स्टेट बॅटरीआत या - आणि प्रामाणिकपणे, ते फक्त अपग्रेड नाहीत. आम्ही ड्रोन कसे पॉवर करतो याचा ते पूर्ण पुनर्विचार करतात. फरक साधा पण प्रचंड आहे: लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये द्रव इलेक्ट्रोलाइटऐवजी, सॉलिड-स्टेट एक घन पदार्थ वापरतात (सिरेमिक किंवा पॉलिमर कंपोझिटचा विचार करा). आम्ही उत्पादक आणि क्लायंटच्या चाचण्यांमध्ये जे पाहिले आहे त्यावरून, ही लहान शिफ्ट लिथियम-आयन तयार करणार्या जवळजवळ प्रत्येक वेदना बिंदूचे निराकरण करते.

चला मोठ्यापासून सुरुवात करूया: फ्लाइटची वेळ आणि श्रेणी. गेल्या तिमाहीत, सॉलिड-स्टेट बॅटरीची चाचणी घेण्यासाठी आम्ही कॅलिफोर्नियामधील ड्रोन डिलिव्हरी कंपनीसोबत काम केले. त्यांच्या जुन्या लिथियम-आयन सेटअपमुळे त्यांचे ड्रोन 3-पाऊंड पॅकेज घेऊन 15 मैल राउंड ट्रिप उडू देतात. नवीन सहसॉलिड-स्टेट बॅटरी? त्यांनी 28 मैलांचा राउंड-ट्रिप मारला - आणि अतिरिक्त 1.5 पौंड वाहून नेले. त्यांच्या ऑपरेशन्ससाठी, याचा अर्थ प्रति ड्रोन प्रति दिवस आणखी दोन अतिपरिचित क्षेत्र कव्हर करणे, कोणत्याही अतिरिक्त फ्लाइटची आवश्यकता नाही. सीमेवर गस्तीवर काम करणाऱ्या पाळत ठेवणाऱ्या क्लायंटसाठी, हे ड्रोनमध्ये 1 तासाऐवजी 2.5 तास एअरबोर्न राहतात - बेसवर परत न येता 40-मैलांच्या पट्ट्याचे निरीक्षण करण्यासाठी पुरेसे आहे. ती वाढीव सुधारणा नाही; त्यांच्या संघांनी जे काही साध्य केले आहे त्यात ते संपूर्ण बदल आहे.

विशेषत: शहरांवरून किंवा गंभीर पायाभूत सुविधांजवळ उडणाऱ्या ड्रोनसाठी सुरक्षितता ही आणखी एक नॉन-सोशिएबल आहे. मुद्दा सिद्ध करण्यासाठी आम्ही या वर्षाच्या सुरुवातीला एक लहान इन-हाउस चाचणी केली: आम्ही लिथियम-आयन बॅटरी आणि सॉलिड-स्टेट बॅटरी समान परिस्थितींमध्ये उघड केली—60°C उष्णता, एक छोटासा प्रभाव (किरकोळ क्रॅशची नक्कल करणे). लिथियम-आयन बॅटरी फुगली आणि 30 मिनिटांच्या आत द्रव बाहेर पडला. घन-राज्य एक? ते उबदार देखील झाले नाही. विमानतळांसाठी ड्रोन सुरक्षा चालवणाऱ्या एका क्लायंटने आम्हाला सांगितले की हे गेम चेंजर आहे—लि-आयन ओव्हरहाटिंगच्या भीतीमुळे त्यांना आधी ड्रोन ग्राउंड करावे लागले होते, परंतु सॉलिड-स्टेट हा धोका पूर्णपणे काढून टाकते.

मग खर्चाचा घटक आहे—प्रत्येक व्यवसायाला काळजी वाटते. आयोवा मधील एका फार्म क्लायंटने गणना केली की ते दर 8 महिन्यांनी त्यांच्या लिथियम-आयन ड्रोन बॅटरी बदलत आहेत, त्यांची किंमत सुमारे \(दरवर्षी 1,800 प्रति ड्रोन. सॉलिड-स्टेट बॅटरी? निर्मात्याचा अंदाज आहे की ते 3 वर्षे टिकतील. गणित करा: यामुळे त्यांची वार्षिक बॅटरी किंमत \)600 पर्यंत कमी होते. आणि चार्जिंग वेळ? त्यांच्या जुन्या लि-आयन बॅटरीना पूर्ण चार्ज होण्यासाठी 1.5 तास लागले; सॉलिड-स्टेट 40 मिनिटांत 80% पर्यंत पोहोचले. पेरणीच्या हंगामात, जेव्हा ते पहाटेपासून संध्याकाळपर्यंत ड्रोन चालवत असतात, तेव्हा त्या अतिरिक्त वेळेत दिवसाला 2 अधिक उड्डाण चक्र जोडले जातात- 50 अधिक एकर कॉर्न व्यापते.

आम्ही अत्यंत परिस्थितीकडेही दुर्लक्ष करू शकत नाही—जे आमचे पर्यावरणीय क्लायंट नेहमी आणतात. गेल्या महिन्यात, आर्क्टिक कोल्ह्यांच्या लोकसंख्येचा मागोवा घेण्यासाठी आम्ही एका संशोधन संघाला अलास्कामध्ये ड्रोन तैनात करण्यात मदत केली. तेथील तापमान -30 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत खाली येते आणि लिथियम-आयन बॅटरी 45 मिनिटांत मरतात. सॉलिड-स्टेट बॅटरीसह? फॉक्स डेन्सचे स्पष्ट फुटेज परत पाठवून ड्रोनने सरळ 2 तास उड्डाण केले. वाळवंटातील कामासाठीही असेच होते: ॲरिझोनामधील एक क्लायंट जंगलातील आगीचे निरीक्षण करण्यासाठी ड्रोन वापरतो आणि 100°F उष्णतेमध्ये, त्यांच्या ली-आयन बॅटरी 10 मिनिटांत 30% चार्ज गमावतात. सॉलिड-स्टेट? सूर्यप्रकाशात तासांनंतरही ते स्थिर असतात.

टिकाव हा आणखी एक विजय आहे जो आपण हलक्यात घेत नाही. आमचे अधिकाधिक क्लायंट ESG उद्दिष्टांबद्दल विचारत आहेत आणि सॉलिड-स्टेट बॅटरी येथे एक मोठा बॉक्स तपासतात. ते लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा 70% कमी कोबाल्ट वापरतात-कोबाल्ट खाण पर्यावरण आणि स्थानिक समुदाय दोघांसाठीही हानिकारक आहे. शिवाय, आमच्या स्थिरता कार्यसंघाने संख्या कमी केली: सॉलिड-स्टेट बॅटरीचा एकूण कार्बन फूटप्रिंट (उत्पादन ते विल्हेवाट पर्यंत) लि-आयनपेक्षा 45% कमी आहे. 2030 पर्यंत कार्बन-न्यूट्रल होण्याचे लक्ष्य असलेल्या डिलिव्हरी कंपनीसाठी, हे एक मोठे पाऊल आहे.