Waarom solid-state batterijen de gamechanger zijn voor drones

Begrijp me niet verkeerd: lithium-ion is een werkpaard voor drones. Het veranderde onhandige hobbysets in hulpmiddelen waarmee medicijnen kunnen worden afgeleverd of akkers kunnen worden gescand. Maar nadat ik het afgelopen jaar met tientallen drone-operators heb gesproken, heb ik dezelfde frustraties herhaaldelijk gehoord. Een bezorgteam in Minnesota moest afgelopen januari hun vloot aan de grond houden omdat temperaturen van -10°F de lithium-ionladingen in 12 minuten doodden. Een droneservice van een apotheek in Texas kwam op het nippertje in actie toen een batterij halverwege de vlucht in de buurt van een school oververhit raakte. En bijna iedereen klaagt over de vliegtijden: maximaal 20-30 minuten, wat betekent dat een heen- en terugreis van 6,5 kilometer te zwaar is. Als we willen dat drone-bezorging verder gaat dan ‘proefprojecten’ en in het dagelijks leven terechtkomt, hebben we een batterij nodig die niet de baas is.

Binnenkomensolid-state batterijen. Dit is niet alleen een “betere batterij” – het is een volledige reset voor de manier waarop we drones van stroom voorzien. De grote verschuiving? In plaats van de vloeibare elektrolyt die lithium-ion ontvlambaar en weergevoelig maakt, gebruikt solid-state een dichte, vaste kern (denk aan keramiek of versterkt polymeer). Het is alsof je een lekkende plastic waterfles verwisselt voor een roestvrijstalen thermoskan: steviger, morst niet en is gebouwd om chaos aan te kunnen. En voor dronebezorging? Die kleine verandering ontsluit mogelijkheden waar we tot nu toe alleen maar over gesproken hebben.

Laten we beginnen met de meest voor de hand liggende overwinning: vliegtijd. Eerder dit jaar werkte ik met een pizzaketentestsolid-state batterijenop hun bezorgdrones. Hun oude lithium-opstellingen konden vijf kilometer heen en terug vliegen, met één pizzadoos aan boord, voordat ze moesten worden opgeladen. Met vaste stof? Ze bereikten een afstand van 13 kilometer – genoeg om nog drie buurten per drone te bestrijken – en voegden een tweede box toe zonder het bereik te beperken. Dat is niet alleen “meer tijd in de lucht”; dat is het verschil tussen dronebezorging als nieuwigheid en als winstgevend onderdeel van hun bedrijf. Voor kleine operators: uw bezorggebied verdubbelen zonder meer drones te kopen? Dat is een overwinning die je niet kunt negeren.

Veiligheid is een ander onderwerp waar niet over onderhandeld kan worden. Afgelopen zomer werd een klant die medische benodigdheden leverde in Florida bang: een lithium-ionbatterij begon halverwege de vlucht te roken, waardoor de piloot gedwongen werd op een braakliggend terrein te landen. Ze schakelden over op solid-state prototypes, en sindsdien? Geen oververhitting, geen lekkage, zelfs niet als een drone in een onweersbui terechtkwam en in het gras terechtkwam. Voor drones die over drukke straten, scholen of ziekenhuizen vliegen, is die gemoedsrust niet alleen fijn, maar ook vereist om goedkeuring van de regelgevende instanties te krijgen. De ontvlambare vloeistof van lithium-ion is altijd een waarschuwing geweest voor toezichthouders; solid-state elimineert dat risico volledig.

Dan is er nog het weer: de stille moordenaar van lithium-ionprestaties. Die cliënt uit Minnesota waar ik het over had? Ze hebben de afgelopen winter solid-state batterijen getest en plotseling vlogen hun drones veertig minuten lang bij temperaturen onder het vriespunt – genoeg om hun hele route af te leggen zonder terug te keren. In Arizona ontdekte een boodschappenbezorgdienst dat solid-state batterijen 90% van hun lading vasthielden bij een temperatuur van 35ºC, vergeleken met 60% bij lithium-ionbatterijen. Om bezorging met drones landelijk te laten werken, kun je geen systeem hebben dat wordt uitgeschakeld als het extreem weer wordt. Solid-state geeft operators eindelijk die consistentie.

Dit is ook niet alleen maar theorie. De grote batterijspelers veranderen prototypes in tools die leveringsteams daadwerkelijk kunnen gebruiken. CATL – de Chinese batterijgigant die de helft van de elektrische auto’s ter wereld van stroom voorziet – heeft eerder dit jaar een ‘gecondenseerde’ solid-state batterij op de markt gebracht die een capaciteit van 500 Wh/kg haalt. Laten we dat eens vertalen voor drone-operators: een standaard lithium-ionbatterij levert een capaciteit van 250 Wh/kg, waardoor je 30 minuten kunt vliegen. Bij 500 Wh/kg? Je kijkt naar 1,5 uur vliegtijd. Stel je een drone voor die in één rit pakketjes kan afleveren in een heel klein stadje, in 45 minuten kan opladen (opladen in vaste toestand gaat ook veel sneller) en weer op pad kan gaan. CATL test deze al met Chinese dronebedrijven en de eerste feedback is enorm: één operator heeft zijn dagelijkse laadstops teruggebracht van 8 naar 3.

Laten we eerlijk zijn: er zijn nog steeds hindernissen. Op dit moment kosten solid-state batterijen 2-3x meer dan lithium-ionbatterijen. Maar dat hoort bij de nieuwe technologie. Weet je nog dat accu's van elektrische auto's \(1.000 per kWh kosten? Nu zijn ze minder dan \)150. CATL zegt dat hun batterij van 500 Wh/kg in 2026 de high-end lithium-ionprijzen zal evenaren, en QuantumScape mikt op soortgelijke kostenbesparingen terwijl ze de productie opvoeren. Een andere uitdaging is de productieschaal. Op dit moment worden de meeste solid-state batterijen in kleine batches gemaakt. Maar naarmate meer dronebedrijven bestellingen plaatsen, zal dat snel veranderen.

Dit is het belangrijkste voor iedereen die zich met drones bezighoudt: het batterijknelpunt is eindelijk aan het breken. In de komende drie tot vijf jaar zal solid-state technologie evolueren van ‘nice-to-have’ naar ‘must-have’ voor elke exploitant die wil concurreren. De teams die deze technologie vroegtijdig adopteren? Zij zullen degenen zijn die pakketten sneller bezorgen, een groter gebied bestrijken en klanten voor zich winnen, terwijl de concurrenten vast blijven houden aan de inhaalslag met lithium-ion.

Voor beleggers is dit een kans om in te stappen in een sector die op het punt staat te exploderen. Voor consumenten betekent dit snellere leveringen, betrouwbaardere service en lagere kosten. En voor ons – de mensen die de toekomst van bezorging bouwen – betekent dit dat dronetechnologie eindelijk de hype waarmaakt.

Lithium-ion heeft ons hier gebracht. Maar solid-state? Het gaat dronebezorging brengen waar we altijd al heen wilden.