В последние годы Европа сделала несколько крупных ставок в батарейной индустрии и потерпела пару громких поражений. Шведская Northvolt и норвежская Morrow подали заявления о банкротстве, и в Европе растут опасения, что континент упустил очередной технологический сдвиг. Поскольку всё больше транспорта и промышленности переходит с ископаемого топлива на электричество, батареи, вероятно, станут прибыльным бизнесом. Но длительность вывода новых продуктов на рынок в сочетании с жестокой конкуренцией, особенно со стороны Китая, означает принятие существенного риска.

Может быть, ответ кроется в почти невообразимо малом масштабе? Всё больше инвесторов и исследователей так думают. Один нанометр — это одна миллиардная метра, но именно на этом уровне делается некоторая наиболее значимая работа. «Если вам удастся это реализовать, это затронет столько отраслей, [но] это рискованный бизнес», — говорит Кристиан Род, генеральный директор нидерландской технологической компании LeydenJar.

Названная в честь лейденской банки — предшественницы электрических элементов XVIII века, — LeydenJar использует метод, известный как плазменное осаждение, для создания более лёгкого и эффективного анода — важнейшего компонента всех батарей. Кремний — высокоэффективный и дешёвый материал для анодов, но чистый кремний расширяется и сжимается при работе и зарядке батареи, что приводит к его растрескиванию. Однако с помощью плазменного осаждения LeydenJar может — слой за крошечным слоем — создавать ультратонкую фольгу из чистого кремния, устойчивую к растрескиванию, что позволяет значительно увеличить срок службы батареи, скорость зарядки и плотность энергии (до 50%, по данным LeydenJar). «Там, где обычно чистый кремниевый анод развалился бы, [этот] остаётся стабильным, так что это было очень замечательное изобретение», — говорит Род. «Мы устраняем узкое место в батарее».

Коммерческое производство начнётся в конце 2026 года, но потребовалось 10 лет, чтобы дойти до этой точки — само определение времени и инвестиций, необходимых для так называемых Deep Tech инноваций. Не случайно фабрика LeydenJar находится в нидерландском городе Эйндховен — доме ASML и других важных игроков в индустрии компьютерных чипов. «Многие говорят об экосистемах теоретически; я могу сказать, что это один из наших источников конкурентного преимущества», — говорит Род. «Именно переход от полупроводников к батареям делает нас другими — как только вы продемонстрировали принцип в лаборатории, индустриализация требует работы с полупроводниковыми технологиями и поставщиками. Это означает много риска, но также много возможностей с точки зрения патентования, с точки зрения защиты всей вашей интеллектуальной собственности. И это гораздо труднее сделать в США или в Китае».

По всей Нидерландам и Европе в целом существует множество меньших Deep Tech стартапов, стремящихся развивать нанотехнологии на рынке батарей. Один из них — Powall, стартап в нидерландском городе Делфт, который разрабатывает оборудование коммерческого масштаба для нанопокрытия порошков, являющихся сырьём для современных батарей. Опять же, масштаб крошечный, и снова техника родилась в полупроводниковой промышленности. Отдельные гранулы порошка измеряются в микрометрах, покрытия — в нанометрах — они наносятся с помощью метода, известного как атомно-слоевое осаждение.

Родерик Колен, генеральный директор Powall, говорит мне, что система предлагает множество возможностей для настройки и улучшения характеристик современных батарей. «Ваша батарея работает хуже, чем раньше, после тысяч использований — эта деградация или старение могут быть замедлены при использовании нанопокрытия», — объясняет Колен. «У вас может быть захватывающий новый материал с более высокой ёмкостью или быстрой зарядкой, все эти новые разработки. Обычно у них есть один элемент, который очень хорош, но они страдают с точки зрения долговечности». А это значит, что они никогда не станут коммерческим продуктом. «Вот тут мы и приходим, чтобы дать им защитное покрытие, эффективно позволяющее использовать эти новые материалы».

Порошки и покрытие переносятся газом и соединяются