電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)與電池循環(huán)壽命助力電動(dòng)汽車(chē)革命

“希望在一年內，我們能夠開(kāi)始生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)?！边@是亨利·福特在 1914 年接受《紐約時(shí)報》采訪(fǎng)時(shí)所說(shuō)的話(huà)。福特汽車(chē)公司在 1908 年推出了汽油驅動(dòng)的T型車(chē)。然而，與托馬斯·愛(ài)迪生的友誼促使福特制定了下一個(gè)宏偉計劃：推廣電動(dòng)汽車(chē)（EVs）。電動(dòng)汽車(chē)自19世紀以來(lái)就已經(jīng)存在了。甚至連福特的妻子克拉拉也更喜歡駕駛福特的底特律電動(dòng)車(chē)。但這個(gè)想法并沒(méi)有流行起來(lái)，福特遇到了現代汽車(chē)制造商同樣的問(wèn)題：設計一種能夠“在無(wú)需充電的情況下行駛長(cháng)距離”的電池。在福特嘗試之后的一個(gè)多世紀，電動(dòng)汽車(chē)終于迎來(lái)了屬于自己的時(shí)刻，并且由于能源和材料的進(jìn)步，這一次，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展將勢不可擋。人類(lèi)活動(dòng)對氣候的影響已經(jīng)到了一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，全球28%的溫室氣體排放來(lái)自交通運輸。事實(shí)上，一輛普通汽車(chē)每年會(huì )向大氣中排放4.6公噸二氧化碳。環(huán)境后果已經(jīng)使天平從化石燃料向電動(dòng)汽車(chē)傾斜。汽車(chē)制造商正在以極快的速度生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)，白宮最近宣布了一項任務(wù)，確保到2030年，50%的汽車(chē)銷(xiāo)售是電動(dòng)汽車(chē)。但在電動(dòng)汽車(chē)成為道路上的主要車(chē)型之前，仍有一些障礙需要克服。首先，可靠的充電站分布不足，美國每25輛電動(dòng)汽車(chē)才配備一個(gè)公共充電端口，且最低充電時(shí)間約為20分鐘。然后是放棄汽油動(dòng)力汽車(chē)，轉而使用鋰離子電池驅動(dòng)汽車(chē)的權衡，因為鋰離子電池會(huì )耗盡地球的礦產(chǎn)資源，并且其開(kāi)采方式對環(huán)境造成破壞。這些障礙正是富有遠見(jiàn)的企業(yè)家和創(chuàng )新者看到的機會(huì )，他們希望通過(guò)這些機會(huì )來(lái)改變汽車(chē)行業(yè)，并最終加速電動(dòng)汽車(chē)的廣泛采用。

強化電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)以吸引買(mǎi)家

根據皮尤研究中心的數據，美國一半的購車(chē)者不太可能購買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)。原因之一就是不知道在路上去哪里充電。電動(dòng)汽車(chē)充電站尚未趕上加油站：全國共有14.1萬(wàn)個(gè)充電站，而加油站則有16.8萬(wàn)個(gè)（每個(gè)加油站有6到12個(gè)加油泵），這進(jìn)一步強化了人們對汽油動(dòng)力汽車(chē)的依賴(lài)。但聯(lián)邦政府正在投資建設50萬(wàn)個(gè)電動(dòng)汽車(chē)充電樁，并規定充電站的正常運行時(shí)間需達到97%——即用戶(hù)到達充電站、插入充電器并成功為車(chē)輛充電的時(shí)間比例。然而，加州大學(xué)伯克利分校最近的一項研究發(fā)現，僅在電動(dòng)汽車(chē)的熱門(mén)地區——舊金山灣區，就有27%的充電端口無(wú)法正常工作，甚至根本無(wú)法使用。

ChargerHelp!是由Kameale Terry和Evette Ellis創(chuàng )建的，旨在為電氣化基礎設施鋪平道路?！拔覀兛吹搅顺潆娬镜闹圃?；我們看到了充電站的部署；我們看到了充電站的安裝，”ChargerHelp!學(xué)習與發(fā)展高級副總裁Kianna Scott說(shuō)，“安裝完成后，運營(yíng)和維護方面存在一個(gè)巨大的缺口?！弊鳛锳utodesk基金會(huì )“工作與繁榮”組合的一部分，這家初創(chuàng )公司為充電地點(diǎn)提供可靠性即服務(wù)（RaaS）。充電站運營(yíng)商可以與ChargerHelp!簽訂合同，讓電動(dòng)汽車(chē)供電設備（EVSE）可靠性技術(shù)人員使用ChargerHelp!的Empwr應用程序在移動(dòng)設備上重新啟動(dòng)軟件。

在成立的頭三年里，ChargerHelp!已經(jīng)與充電站進(jìn)行了1.8萬(wàn)次接觸，從而了解到機器故障的原因?！皵祿冀K表明，大約96%的情況下，問(wèn)題出在軟件上，”Scott說(shuō)，并指出這些分析“減少了技術(shù)人員在現場(chǎng)的時(shí)間，從而有助于實(shí)現97%的正常運行時(shí)間?！?/p>

然而，這種高科技的現場(chǎng)工作需要一種許多人尚未掌握的全新技能集?！斑@是一個(gè)需要親臨現場(chǎng)、親手操作機器的實(shí)地工作職位，”Scott說(shuō)?！暗蚕笳髦?zhù)我們正處于的轉型過(guò)程。你仍然需要螺絲刀；你仍然需要扭矩扳手，可能還需要萬(wàn)用表。你仍然需要了解一些軟件?！?/p>

盡管ChargerHelp!主要是一家致力于更可持續汽車(chē)行業(yè)的科技公司，但它抓住了這個(gè)獨特的機會(huì )，為綠色經(jīng)濟提升人們的技能?！斑@場(chǎng)能源轉型實(shí)際上是一場(chǎng)人的轉型，”Scott說(shuō)?！耙驗闆](méi)有用于運營(yíng)和維護的勞動(dòng)力，我們不得不培訓人員。我們并沒(méi)有打算這么做，但這是一次令人驚嘆的嘗試，也是我們真正圍繞其創(chuàng )建愿景和使命的事情?！痹摴臼姑囊徊糠质谴_保下一代勞動(dòng)力更加多元化和包容?！癈hargerHelp!由兩位非裔美國女性經(jīng)營(yíng)，一個(gè)來(lái)自康普頓，一個(gè)來(lái)自洛杉磯南中央區，這并不是什么秘密，”Scott說(shuō)?！斑@些地方本身并不意味著(zhù)機會(huì )?！?/p>

該公司與勞動(dòng)力發(fā)展機構合作，為在技術(shù)領(lǐng)域通常被忽視的人群提供再技能培訓。ChargerHelp!開(kāi)發(fā)了一套開(kāi)創(chuàng )性的課程，汽車(chē)工程師學(xué)會(huì )（SAE）已將其采納為培訓標準，并旨在快速讓技術(shù)人員進(jìn)入現場(chǎng)。它正在為人們提供支持電動(dòng)汽車(chē)大規模采用的技能，同時(shí)也為個(gè)人在這一新的可持續世界中提供有生活工資的職業(yè)發(fā)展機會(huì )?！?/p>

ChargerHelp!希望繼續支持人們在電動(dòng)汽車(chē)大規模采用中所需的信心，”Scott說(shuō)?！暗覀冋娴姆浅Ｖ匾?，我們希望在這個(gè)領(lǐng)域幫助人們學(xué)習、成長(cháng)和提升技能，并賦予他們在氣候修正中發(fā)揮同等影響力的權力?！?/p>

通過(guò)循環(huán)電池技術(shù)推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的可持續發(fā)展

和大多數積極的進(jìn)展一樣，汽車(chē)行業(yè)向電氣化的轉型也伴隨著(zhù)權衡。盡管電動(dòng)汽車(chē)減少了溫室氣體排放，但生產(chǎn)它們需要大量的關(guān)鍵資源。電動(dòng)汽車(chē)的制造所需的礦物質(zhì)是傳統汽車(chē)的六倍，到2035年，為滿(mǎn)足日益增長(cháng)的需求，將需要新建300座礦山。

鋰離子電池需要鋰、鎳、鈷、錳和石墨。當它們到達生命周期的盡頭時(shí)，95%的電池被丟棄，這些有價(jià)值的資源也隨之而去。事實(shí)上，到2030年，將有超過(guò)1,500萬(wàn)噸的電池被丟棄，其中的金屬價(jià)值超過(guò)180億美元。隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)電氣化的加速推進(jìn)，這些薄弱環(huán)節正是Nth Cycle看到的機會(huì )，他們可以借此創(chuàng )造資源的循環(huán)利用以及更好的提取方式。

“Nth Cycle與市場(chǎng)上的傳統電池回收商不同，原因有兩個(gè)：我們的分散化商業(yè)模式是關(guān)于與礦商合作，尋找原料所在地，以及我們使用的‘電提取’技術(shù)正在現代化金屬精煉的方式，”Nth Cycle公關(guān)主管Colin Mahoney說(shuō)，“這使得Nth Cycle能夠與礦商合作，在他們的場(chǎng)地進(jìn)行共址，以確保市場(chǎng)上供應的更高純度產(chǎn)品，減少對環(huán)境生產(chǎn)更多資源的依賴(lài)。它還為回收商提供了最有效的方式，用于在電池的使用壽命結束時(shí)精煉金屬，因為我們不是將廢舊材料運往全球各地進(jìn)行熔煉，而是為國內和本地精煉創(chuàng )造了解決方案。在這兩種情況下，通過(guò)我們的模塊化資產(chǎn)——牡蠣（Oyster），可以節省大量的溫室氣體排放?！?/p>

牡蠣（Oyster）可以從手機、磁鐵和電動(dòng)汽車(chē)電池等原料中靶向提取、回收和精煉特定金屬。其核心技術(shù)由Autodesk Fusion設計，僅使用電力和水，其精煉排放量比傳統采礦低92%，比當前回收方法低44%。Nth Cycle不僅在俄亥俄州費爾菲爾德?lián)碛凶约旱莫毩⑸a(chǎn)中心，而且由于其模塊化系統的物理占地面積較?。ù蠹s2,000平方英尺），它可以輕松安裝在電池制造工廠(chǎng)內，用于提取和回收金屬?！拔覀兊纳虡I(yè)模式將與礦商、廢品回收商和原始設備制造商（OEM）合作，滿(mǎn)足他們的金屬精煉需求，確保他們擁有可持續的解決方案，”Nth Cycle市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)主管Erika Gammon說(shuō)，“我們的創(chuàng )新設計具有快速處理時(shí)間、小占地面積和高回收率的特點(diǎn)，專(zhuān)注于減少浪費和自動(dòng)生成消耗品?！彼€使價(jià)值180億美元的礦物質(zhì)不進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，而是持續循環(huán)利用。

憑借其發(fā)明，Nth Cycle成為美國首家生產(chǎn)混合氫氧化物沉淀物（MHP）的公司。這是一種鎳產(chǎn)品，是國產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)電池的必要成分。大多數MHP來(lái)自海外，其純度水平參差不齊，而Nth Cycle的MHP鎳濃度接近90%。

擁有一個(gè)可靠、本地的MHP來(lái)源，為即將到來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)熱潮創(chuàng )造了更強大的供應鏈。這同樣符合汽車(chē)制造商的利益。2022年的《通脹削減法案》要求加大對國內清潔能源的投資，到2029年，汽車(chē)制造商必須從國內來(lái)源獲取100%的電動(dòng)汽車(chē)電池組件。Nth Cycle的技術(shù)將確保這一目標的實(shí)現?！半S著(zhù)越來(lái)越多的法規付諸實(shí)施，隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)對金屬供應的需求不斷增加，我們看到Nth Cycle在他們的循環(huán)經(jīng)濟中將發(fā)揮更大的作用，”Gammon說(shuō)。

清潔能源轉型終于在汽車(chē)行業(yè)站穩了腳跟，這已經(jīng)期待已久。交通是實(shí)現全球可持續發(fā)展目標和減少環(huán)境碳排放的關(guān)鍵因素。像Nth Cycle和ChargerHelp!這樣的公司正在為這個(gè)電氣化的未來(lái)鋪平道路，并且正在構建勞動(dòng)力以確保這一未來(lái)的發(fā)展。