Ten start-up opracował obiecujący nowy materiał na baterie – i nowatorską strategię przetrwania

Kenan Sahin zarobił 1,5 miliarda dolarów na swojej pierwszej firmie. Teraz wykorzystuje swoje zasoby i doświadczenie, aby rozwijać katody litowo-jonowe, napędzać pojazdy elektryczne i pomagać innym startującym w branży akumulatorom odnieść sukces. Za pomocą

• Świątynia Jakuba strona archiwum

14 listopada 2017 r.

Buck Squibb

Kiedy Kenan Sahin przechodzi przez laboratoria w Tiax, firmie zajmującej się rozwojem technologii energetycznych, zlokalizowanej wzdłuż technologicznej obwodnicy Bostonu, wskazuje rząd małych pieców muflowych w małym beżowym pokoju. Naukowcy firmy używają pieców do podgrzewania mieszanin metali, wytwarzając niewielkie zmiany receptury katody bogatej w nikiel, która według Sahina poprawi gęstość energii, żywotność i cenę akumulatorów litowo-jonowych.

Jeśli ma rację, oznaczałoby to rzadki prawdziwy postęp w materiałach akumulatorowych, który mógłby pomóc wprowadzić pojazdy elektryczne do głównego nurtu konsumentów. Jest wynikiem 15 lat badań i dziesiątek milionów dolarów osobistych inwestycji, odzwierciedlając cierpliwe i celowe podejście Sahina do procesu innowacji.

Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2018 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

75-letni Sahin jest najbardziej znany z tego, że w 1999 roku sprzedał Lucentowi swoją firmę produkującą oprogramowanie do rozliczeń, Kenan Systems, za 1,5 miliarda dolarów, nie pobierając ani dolara z inwestycji zewnętrznych. Od tego czasu spędził większość swojego czasu i fortuny na cichej pracy nad rozwojem technologii akumulatorów, uruchamiając Tiax w 2002 r., aby produkować i wspierać obiecujące postępy, zanim przekaże je na rynek, który jest zbrutalizowanym zielonym start-upom (patrz: Dlaczego złe rzeczy się zdarzają Startupy czystej energii).

(Pełne ujawnienie: Po sprzedaży Lucentowi Sahin przyczynił się do tego 100 milionów dolarów do MIT i jest dożywotnim emerytowanym członkiem zarządu instytucji. MIT jest właścicielem Przegląd technologii MIT .)

Firma od samego początku opracowuje materiały katodowe, a wiosną tego roku ogłosiła, że ​​z trybu ukrycia wychodzi model CAMX Power. Sam Sahin został katodowym ewangelistą, argumentując, że ulepszenie elektrod zasilających pojazdy elektryczne to najszybszy sposób na przekształcenie sektora transportu, obiecując obniżenie kosztów i zwiększenie zasięgu. Materiały katodowe są kluczem do elektryfikacji pojazdów, mówi Sahin z lekkim tureckim akcentem, który utrzymuje się, odkąd po raz pierwszy przyjechał do Stanów Zjednoczonych w ramach programu wymiany w wieku 16 lat.

Ogniwa pastylkowe i inne elementy zestawu baterii CAMX.

Ale co najmniej tak samo godna uwagi, jak jakikolwiek postęp technologiczny, jest strategia przetrwania firmy na rynku. Zamiast wytwarzać sam proszek katodowy, CAMX zawarł umowy z dwoma największymi światowymi producentami chemicznymi, brytyjską firmą Johnson Matthey i niemieckim BASF, na produkcję i sprzedaż tego materiału producentom akumulatorów. Jest to taktyka mająca na celu uniknięcie wydatków kapitałowych, które skazały na zagładę wielu niedoszłych producentów akumulatorów, jednocześnie pozwalając startupowi skupić się na dalszym rozwijaniu technologii katodowych.

Jednak wejście na rynek w branży akumulatorów jest ogromnym wyzwaniem, nawet jeśli startup osiągnął postęp technologiczny. Wprowadzenie nowych materiałów lub komponentów na rynek wymaga zmian w praktykach i znacznych wstępnych inwestycji ze strony dostawców, producentów i klientów końcowych. Prawdziwym testem dla CAMX będzie to, czy producenci akumulatorów, producenci samochodów i firmy elektroniczne ostatecznie widzą wystarczającą obietnicę, aby zastosować nowe materiały.

Zaległości w zakresie innowacji

Po zdobyciu doktoratu w 1969 w Sloan School of Management MIT, Sahin spędził lata w środowisku akademickim. Ale w 1982 roku zdecydował się skomercjalizować niektóre ze swoich badań w dziedzinie systemów eksperckich i przetwarzania danych, uruchamiając Kenan Systems z osobistą inwestycją w wysokości 1000 USD.

Powiązana historia

Powiązana historia Nowe technologie magazynowania energii z farm wiatrowych i słonecznych będą miały kluczowe znaczenie dla przyszłości czystej energii. Ale niedawne bankructwo Aquion Energy pokazuje, że wyzwaniem rynkowym jest doprowadzenie do tego.

Firma ostatecznie zbudowała systemy transakcyjne dla największych firm telekomunikacyjnych i bankowych, przyciągając uwagę Lucent Technologies, giganta sprzętu telekomunikacyjnego. Spędził kilka następnych lat jako wiceprezes ds. technologii oprogramowania w słynnym dziale badawczym Bell Labs Lucenta. Mniej więcej w tym okresie zaczął wierzyć, że istnieje fundamentalny podział między badaniami akademickimi a prywatnym przemysłem, tworząc coś, co określił jako zaległości w innowacjach, gdy korporacje zdemontowały laboratoria badawczo-rozwojowe, a inwestorzy z kapitałem podwyższonego ryzyka wykazywali większą niechęć do ryzyka.

Trzy lata po sprzedaży założył Tiax, aby zapewnić dodatkowe wsparcie dla obiecujących wczesnych pomysłów, uruchamiając firmę przez nabywanie dział technologiczny znanej niegdyś firmy konsultingowej Arthur D. Little za 16,5 miliona dolarów. Martwi mnie, że tak wiele wspaniałych wynalazków jest w stagnacji – powiedział New York Times po zakupie.

I od tego czasu tylko się pogorszyło, mówi teraz.

W szczególności Sahin doszedł do przekonania, że ​​głęboki kryzys innowacji w Stanach Zjednoczonych dusi start-upy czystej energii w ich powijakach. Krótka, tania droga do przełomu, która sprawdza się w firmach internetowych, rutynowo zawodzi w energetyce, gdzie nowe firmy muszą stawić czoła wieloletniemu rozwojowi, wysokim kosztom produkcji i głęboko zakorzenionym graczom (patrz Czy można uratować startupy energetyczne? ).

Zbliżenie na nawijarkę elektrod w zakładach Tiax w Lexington w stanie Massachusetts, gdzie opracowywane i testowane są nowatorskie materiały katodowe.

Twierdzi, że startupy w tym sektorze powinny koncentrować się na tym, co startupy robią najlepiej – na innowacjach – jednocześnie szukając sposobów na współpracę z tymi uznanymi firmami w celu przekształcenia postępów w produkty. Ta strategia może zapewnić większe szanse na długoterminowe przetrwanie każdej firmy, mówi, i ożywić środowisko innowacji, które jest niezbędne do rozwoju technologii i rynków.

W CAMX Sahin ma nadzieję wcielić tę teorię w życie. Atrakcyjność stosowania większej ilości niklu w katodach akumulatorów litowo-jonowych wynika z wysokiej gęstości energii metalu. Oznacza to, że może przechowywać i uwalniać wiele jonów litu, które ostatecznie zasilają gadżety i samochody, dostarczając energię przez długi czas między ładowaniami. Użycie większej ilości niklu umożliwia również użycie znacznie mniejszej ilości kobaltu, który jest rzadki i drogi.

Jednak większość dotychczasowych prac nad katodami o wysokiej zawartości niklu, w tym badania nad tą samą podstawową mieszanką litu, niklu i tlenku, której używa CAMX, konsekwentnie napotykają na problemy ze stabilnością, które skracają żywotność baterii. To oczywista wada w pojazdach, ponieważ nikt nie chce kupić samochodu za 35 000 USD, który przetrwa, powiedzmy, trzy lata.

Musisz być dużo lepszy od osoby zasiedziałej. Jeśli czujesz się o 10 procent lepiej, nikt nie będzie z tobą rozmawiał.

Jednak CAMX opracował i opatentował kompozycję inżynierii molekularnej, która stabilizuje materiały poprzez umieszczanie niewielkich ilości kobaltu w kluczowych obszarach. Według Sahina ten postęp stanowi nową klasę katod litowo-jonowych, które mogą umożliwić tańsze pojazdy elektryczne o większym zasięgu.

W ciągu prezentacja inwestorska W zeszłym miesiącu Johnson Matthey powiedział, że materiał CAMX zapewnił aż 25-procentową poprawę gęstości energii w porównaniu z katodami niklowo-manganowo-kobaltowymi stosowanymi obecnie w wielu pojazdach elektrycznych i około 5-procentowy wzrost w porównaniu z zaawansowaną chemią w nadchodzących modelach . Firma ogłosiła, że ​​zainwestuje około 260 milionów dolarów, aby rozpocząć budowę pierwszego zakładu do produkcji materiałów w przyszłym roku. BASF nie przedstawił jeszcze dodatkowych szczegółów swoich planów.

Myśl jak Facebook

Pomimo oczywistej potrzeby lepszego magazynowania energii i podekscytowania nowymi podejściami, rynek jak dotąd był brutalny dla startupów w tym sektorze.

Wysokie koszty produkcji, siła zasiedziałych graczy, wyzwania techniczne i powolne przyjmowanie nowych technologii zmusiły szereg jednorazowych ulubieńców do obrotu, wycofania się lub złożenia wniosku o upadłość, w tym A123 Systems, Alevo, Ambri, Aquion Energy, EnerVault, Energia świetlna i inne. W tym procesie zainteresowanie kapitału wysokiego ryzyka w sektorze osłabło, ponieważ inwestorzy skoncentrowali się na bezpieczniejszych, bardziej przewidywalnych, krótkoterminowych zakładach na oprogramowanie, media społecznościowe i firmy internetowe (patrz Dlaczego wciąż nie mamy lepszych baterii ).

Badacz pracujący w laboratoriach Tiaxa.

Obserwując potknięcia firm zajmujących się bateriami i innymi ekologicznymi firmami, Sahin doszedł do wniosku, że producenci materiałów energetycznych muszą wziąć stronę z tych szybko rozwijających się firm internetowych. Google, Facebook, Airbnb — to wszystko firmy typu piggyback, które siedzą w Internecie, mówi. Nie zbudowali Internetu.

Ale w dziedzinie materiałów standardowe myślenie brzmi: „Jeśli to wymyślimy, zrobimy to” – dodaje. Powiedziałem: „Nie, nie, nie. Znajdziemy partnera produkcyjnego, ale musimy to zrobić”.

To stanowiło wyzwanie: nieznany startup musiał przekonać gigantów baterii lub ich dostawców materiałów, że zbudował lepszą technologię. Jego wstępne prośby do firm, w tym Panasonic, wiodącego światowego dostawcy akumulatorów samochodowych, zostały odrzucone. Producenci baterii nie chcieli poświęcać czasu i pieniędzy na ocenę materiałów innych firm. Kiedy Sahin w końcu przekonał jednego do spróbowania, wykorzystując powiązania warte kariery, inżynierowie firmy nie wiedzieli, jak – lub nie chcieli – przetestować ich właściwie.

Nawijarka elektrod w laboratoriach Tiaxa.

Ostatecznie CAMX musiał podjąć dwa duże, kosztowne kroki, aby iść naprzód: zbudował fabrykę pilotażową o wartości 10 milionów dolarów w Rowley w stanie Massachusetts, aby udowodnić, że materiał może być produkowany na dużą skalę, oraz opracował zestaw akumulatorów, z którego może skorzystać każdy potencjalny partner. do tworzenia małych komórek, które zademonstrowałyby wydajność materiału CAMX.

Podczas rozmowy kwalifikacyjnej w gabinecie na drugim piętrze Sahina, pełnym tabliczek i tabliczek uznających jego osiągnięcia w nauce, biznesie i filantropii, kładzie kartonowe pudło na okrągłym stole na środku pokoju.

Nosi niebieskie dżinsy i skórzane mokasyny w połączeniu z dobrze skrojoną sportową kurtką oraz koszulową koszulę ze szczegółowymi niebieskimi szwami wzdłuż plisy. Mówiąc to, zerka przez modne okulary z oprawką biegnącą tylko wzdłuż dna.

Sahin otwiera pudełko i zaczyna wyciągać elementy akumulatora z czarnych piankowych przegródek: butelki z elektrolitem i spoiwem, własny proszek katodowy firmy oraz instrukcje montażu w różnych językach.

Wyjaśnia, że ​​dopiero tworząc taki zestaw, firma była w stanie zademonstrować zalety swojego materiału katodowego. Dzięki temu potencjalni partnerzy mogli testować i porównywać materiały bez żadnych nakładów finansowych i tylko trochę własnego czasu. Ostatecznie ulepszenia były na tyle znaczące, że przekonały Johnson Matthey i BASF do zawarcia umów produkcyjnych, jednocześnie pozwalając CAMX na zachowanie swojej własności intelektualnej i zawieranie dodatkowych umów z innymi. (Sahin ma mocno argumentował że startupy muszą oprzeć się presji, aby ujawnić swoje IP w ramach wczesnych transakcji dotyczących przychodów lub finansowania).

Wymagało to 75 milionów dolarów w prywatnym kapitale i 15 lat oraz wszystkiego, czego nauczyłem się w środowisku akademickim, w Bell Labs, co tylko chcesz – i po prostu sobie z tym poradziliśmy, mówi Sahin. Są też dziesiątki, setki małych firm, które też chcą się tam dostać.

To motywacja napędzająca to, co Sahin opisuje jako kolejny etap w swojej wizji firmy: nowy dział, który oferuje usługi konsultingowe i ewaluacyjne dla start-upów pracujących nad komponentami baterii, w tym separatorami ogniw, anodami krzemowymi, a nawet konkurencyjnymi materiałami katodowymi. Oddział przygotuje również niestandardowe zestawy akumulatorów, które te firmy będą mogły wykorzystać, aby pomóc potencjalnym partnerom w walidacji ich technologii.

„Aby to, co zajęło nam 10 lat, mogło zająć im 10 miesięcy”, mówi.

Ale oczywiście okaże się, czy sam CAMX odniesie sukces. W rzeczywistości może minąć wiele lat, zanim wynalazek firmy trafi do jakiegokolwiek produktu konsumenckiego. Zarówno producenci akumulatorów, jak i producenci samochodów będą musieli dokładnie i niezależnie ocenić materiały, ponieważ żaden z nich nie może sobie pozwolić na wypuszczenie produktu, który z czasem może nie działać dobrze lub bezpiecznie w prawdziwym świecie.

Szanse na powodzenie rozruchu dowolnego materiału lub podzespołu akumulatora są bardzo niskie, nawet jeśli firma jest dobrze finansowana. Firma musi wykazać postęp, który jest znaczny, skalowalny i w dużej mierze wolny od kompromisów, aby przekonać graczy znajdujących się dalej w łańcuchu dostaw do dokonania ogromnych, wstępnych inwestycji w czas i zasoby.

Trzeba być dużo lepszym od operatora zasiedziałego, mówi Gerbrand Ceder, profesor materiałoznawstwa na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, który nadzoruje grupę badawczą zlokalizowaną w Lawrence Berkeley National Laboratory, która bada obiecujące materiały akumulatorowe. Jeśli czujesz się o 10 procent lepiej, nikt nie będzie z tobą rozmawiał.

Dodaje, że chociaż strategia biznesowa CAMX pozwala uniknąć ryzyka związanego z produkcją, to pociąga za sobą inne wady. Warto zauważyć, że opłaty licencyjne stanowią zaledwie ułamek zysków, jakie firmy mogą osiągnąć, sprzedając materiały lub gotowe baterie. Tymczasem każda firma, która nie buduje wartości poza własnością intelektualną, może znaleźć się w ryzykownej pozycji w dziedzinie znanej z naruszeń, równoległych odkryć i spraw sądowych dotyczących własności intelektualnej.

Zakłócenie o wartości 2 bilionów dolarów

Ze swojej strony Sahin jest przekonany o możliwościach materiałów CAMX i wierzy, że będzie wiele do zrobienia. W swoim gabinecie wyciąga kilka arkuszy białego papieru do drukarki i zaczyna spisywać liczby, kolumny i strzałki, opowiadając po drodze.

Mówi, że do 2035 r., kiedy liczba samochodów w krajach takich jak Chiny i Indie rośnie, producenci mogą produkować 140 milionów pojazdów rocznie. Gdzieś od 50 do 70 milionów z nich będzie prawdopodobnie elektrycznych, ponieważ ceny akumulatorów nadal spadają, a kraje, w tym Chiny, Anglia i Niemcy, przygotowują się do ograniczenia silników spalinowych.

Gdyby te pojazdy były sprzedawane średnio za 30 000 dolarów, dałoby to przemysł o wartości 2 bilionów dolarów rocznie. Ogromna część tego trafi do producentów i dostawców baterii.

Większość sektora samochodów elektrycznych jest kontrolowana przez kilka dużych firm, w tym gigantów baterii, takich jak Panasonic, LG Chem i Samsung; konglomeraty chemiczne, takie jak Umicore i Nichia; i producentów pojazdów, takich jak Tesla, BYD i sojusz Renault-Nissan.

Zwiększenie liczby samochodów do 70 milionów rocznie w ciągu najbliższych 18 lat będzie wymagało od nich produkcji lub zakupu około 560 miliardów ogniw baterii rocznie – i aż siedmiu milionów ton materiałów katodowych. To ogromna szansa dla każdego start-upu, który dokonuje prawdziwych postępów w katodach, anodach lub komponentach ogniw, przynajmniej jeśli może nauczyć się współpracować z tymi firmami w inteligentny sposób, mówi Sahin.

Nastąpi przełomowy przemysł o wartości 2 bilionów dolarów” – mówi. 'To się dzieje. I jest tuż pod naszym nosem.

ukryć