Стартапы по всему миру разрабатывают технологии 3D‑печати аккумуляторов, которые могут встроить хранение энергии в любую поверхность и форму — от корпуса дрона до очков и даже нанороботов. WSJ рассказывает, почему эта технология может стать прорывом, почему её первыми внедряют военные и как она может изменить всю индустрию.
В аккумуляторных технологиях происходит революция, которая долгое время оставалась почти незаметной: 3D‑печать батарей. Эта технология способна встроить хранение энергии практически в любую часть устройства. В перспективе это означает более лёгкие и долговечные гаджеты, дроны с увеличенной дальностью полёта и даже нанороботов.
За последние 30 лет способ производства аккумуляторов почти не изменился. Большинство инноваций, о которых мы слышим — от более дешёвых и прочных батарей для электромобилей до «священного Грааля» в виде твердотельных аккумуляторов — касаются химического состава.
Но идея 3D‑печати батарей предлагает иной путь: что если аккумулятор можно сделать любой формы и разместить в любом доступном пространстве, включая структурные элементы устройства, а не только в виде жёсткого цилиндра или пакета?
Потенциал очевиден. Весь корпус дрона можно превратить в аккумулятор, увеличив дальность полёта. Умные очки смогут иметь тонкие, элегантные дужки, полностью заполненные батарейными элементами, а не выглядеть как громоздкие гаджеты из фантастики 1980‑х.
Одно из ключевых преимуществ 3D‑печати — её независимость от химии аккумулятора. Она подходит как для современных литий‑ионных батарей, так и для перспективных натрий‑ионных и твердотельных технологий.
В 2025 году исследователи опубликовали около 25 000 научных работ о 3D‑печати батарей и их компонентов. Но лишь несколько стартапов пытаются вывести эти идеи на рынок.
Причина проста: конкурировать с гигантами аккумуляторной индустрии невероятно сложно. Новая технология должна быть не только эффективной, но и долговечной, безопасной, дешёвой и масштабируемой.
Некоторые компании используют 3D‑печать для улучшения существующих производственных процессов. Другие — идут на риск и создают радикально новые конструкции. И почти все начинают с оборонного сектора, где стоимость и масштаб производства менее критичны.
Военные — первые заказчики
Гейб Элиас, глава майамского стартапа Material Hybrid Manufacturing, раньше работал инженером в команде Mercedes‑AMG Formula One. Он занимался тем, как разместить аккумуляторы в самых неожиданных местах — включая пространство под сиденьем Льюиса Хэмилтона. Тогда это было невозможно.
Позже он познакомился с Кристофером Рейесом, который разработал технологию печати батарей в рамках докторской диссертации в Университете Дьюка. Вместе они основали Material.
Компания уже напечатала экспериментальные батарейные ячейки из разных материалов, доказав, что технология работает с различными химическими составами. «Вместо того чтобы менять химию, давайте изменим способ производства», — говорит Элиас.
Material недавно привлекла $7,1 млн инвестиций и получила контракт ВВС США на $1,25 млн. До конца августа компания должна создать прототипы батарей для дрона Teledyne Flir SkyRaider. Сейчас в него помещаются четыре стандартных литий‑ионных блока. 3D‑печать позволит увеличить объём хранения энергии на 35% — без изменения размеров.
Улучшение существующих процессов
Стартап Sakuu из Кремниевой долины выбрал более осторожный путь. Он не печатает батареи целиком, а пытается заменить один из самых дорогих этапов производства — огромные печи, в которых сушат растворённые в растворителях слои материалов.
Эти печи длиной с футбольное поле потребляют колоссальное количество энергии и сильно удорожают производство аккумуляторов для электромобилей.
Sakuu разрабатывает технологию, которая позволяет наносить ключевые слои батареи без растворителей, используя аддитивное производство. Это устраняет необходимость в печах и снижает стоимость. Компания работает над коммерциализацией технологии с крупным производителем батарей (имя не раскрывается). Ранее Sakuu сообщала о партнёрстве с корейской SK On.
Радикальные идеи: от лунной пыли до алюминиево‑воздушных батарей
Некоторые проекты выглядят как научная фантастика.
Алексис Морель из Техасского университета в Эль‑Пасо предложил использовать лунный реголит — пыль и грунт — для печати батарей на будущих лунных базах NASA. Он отмечает, что путь от идеи до коммерциализации занимает около 20 лет, и он уже прошёл половину.
Автопроизводители также работают над «структурными» батареями, которые становятся частью каркаса автомобиля, одновременно обеспечивая прочность и энергию.
Компания Wright Electric из штата Нью‑Йорк использует 3D‑печать для создания алюминиево‑воздушных батарей — экзотической технологии с огромной плотностью энергии, но без возможности перезарядки. Такие батареи подходят для военных операций в удалённых районах: солдаты могут использовать их для зарядки оборудования, а затем отправлять на переработку.
Глава Wright Electric Джефф Энглер говорит, что военные — идеальный заказчик для дорогих и экспериментальных батарей. Войны с использованием дронов — от Украины до Ормузского пролива — требуют лёгких и мощных источников энергии. Военные также стремятся уменьшить вес и увеличить полезное пространство в крупных самолётах.
Будущее: сначала армия, потом — потребители
Прежде чем 3D‑печать батарей доберётся до смартфонов и ноутбуков, она, как и многие технологии до неё, пройдёт испытания в армии — исторически самом надёжном инкубаторе инноваций.
