Questa startup ha sviluppato un promettente nuovo materiale per batterie e una nuova strategia di sopravvivenza

Kenan Sahin ha guadagnato 1,5 miliardi di dollari con la sua prima azienda. Ora sta usando le sue risorse e la sua esperienza per far avanzare i catodi agli ioni di litio, azionare veicoli elettrici e aiutare altre startup di batterie ad avere successo. Di

• Giacomo Tempio pagina di archivio

14 novembre 2017

Buck Squibb

Mentre Kenan Sahin attraversa i laboratori della Tiax, un'azienda di sviluppo di tecnologie energetiche situata lungo la tangenziale tecnologica di Boston, indica una fila di piccole fornaci a muffola in una piccola stanza beige. I ricercatori dell'azienda utilizzano i forni per riscaldare miscele di metalli, producendo lievi variazioni di una ricetta catodica ricca di nichel che secondo Sahin migliorerà la densità di energia, la durata del ciclo e il prezzo delle batterie agli ioni di litio.

Se ha ragione, rappresenterebbe un raro progresso genuino nei materiali delle batterie, che potrebbe aiutare a far entrare i veicoli elettrici nel mainstream dei consumatori. È il risultato di 15 anni di ricerca e decine di milioni di dollari di investimenti personali, che riflette l'approccio paziente e deliberato di Sahin al processo di innovazione.

Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2018

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Sahin, 75 anni, è meglio conosciuto per aver venduto la sua società di software di fatturazione, Kenan Systems, per 1,5 miliardi di dollari a Lucent nel 1999, senza aver preso un dollaro di investimento esterno. Da allora, ha speso gran parte del suo tempo e della sua fortuna lavorando in silenzio per portare avanti le tecnologie delle batterie, lanciando Tiax nel 2002 per produrre e promuovere progressi promettenti prima di consegnarli a un mercato che ha brutalizzato le startup green-tech (vedi Perché le cose brutte accadono a Startup a energia pulita).

(Informazioni complete: dopo la vendita a Lucent, Sahin ha contribuito $ 100 milioni al MIT, ed è un membro emerito a vita nel consiglio dell'istituto. Il MIT possiede Revisione della tecnologia del MIT .)

L'azienda ha sviluppato materiali catodici sin dall'inizio e questa primavera ha annunciato che uno spinout, CAMX Power, stava emergendo dalla modalità invisibile. Lo stesso Sahin è diventato un evangelista del catodo, sostenendo che il miglioramento degli elettrodi della batteria che alimentano i veicoli elettrici è il modo più veloce per trasformare il settore dei trasporti, promettendo di tagliare i costi e aumentare la distanza in miglia. I materiali catodici sono la chiave per l'elettrificazione dei veicoli, afferma Sahin, con un leggero accento turco che persiste da quando è arrivato per la prima volta negli Stati Uniti con un programma di scambio all'età di 16 anni.

Pile a bottone e altri componenti del kit batteria CAMX.

Ma almeno tanto notevole quanto qualsiasi progresso tecnologico è la strategia di sopravvivenza del mercato dell'azienda. Invece di produrre la polvere catodica stessa, CAMX ha stipulato accordi con due dei più grandi produttori di prodotti chimici del mondo, Johnson Matthey con sede nel Regno Unito e BASF tedesca, per produrre e vendere il materiale ai produttori di batterie. È una tattica progettata per evitare il tipo di spese in conto capitale che hanno condannato molti aspiranti alle batterie, consentendo allo stesso tempo all'avvio di concentrarsi sullo sviluppo delle tecnologie catodiche.

Ma fare breccia nel settore delle batterie è una sfida enorme, anche quando una startup ha raggiunto un progresso tecnologico. L'immissione di nuovi materiali o componenti sul mercato richiede cambiamenti nelle pratiche e significativi investimenti iniziali da parte di fornitori, produttori e clienti finali. Il vero test per CAMX sarà se i produttori di batterie, i produttori di automobili e le società di elettronica alla fine vedranno abbastanza promesse per far funzionare i nuovi materiali.

Arretrato di innovazione

Dopo aver conseguito il dottorato di ricerca nel 1969 presso la Sloan School of Management del MIT, Sahin ha trascorso anni nel mondo accademico. Ma nel 1982 decise di commercializzare alcune delle sue ricerche sui sistemi esperti e sull'elaborazione dei dati, lanciando Kenan Systems con un investimento personale di $ 1.000.

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L'azienda ha infine costruito sistemi di transazione per le principali società di telecomunicazioni e banche, attirando l'attenzione di Lucent Technologies, il gigante delle apparecchiature per le telecomunicazioni. Ha trascorso gli anni successivi come vicepresidente della tecnologia software presso la famosa divisione di ricerca Bell Labs di Lucent. In questo periodo, è arrivato a credere che ci fosse una rottura fondamentale tra la ricerca accademica e l'industria privata, creando quello che ha descritto come un arretrato di innovazione poiché le società hanno smantellato i laboratori di ricerca e sviluppo e i venture capitalist sono diventati più avversi al rischio.

Tre anni dopo la vendita, ha fondato Tiax per fornire ulteriore supporto per le prime idee promettenti, avviando l'azienda con un balzo in avanti acquisire la divisione tecnologica dell'importante società di consulenza Arthur D. Little per 16,5 milioni di dollari. Mi dà fastidio che così tante meravigliose invenzioni stiano stagnando, ha detto al New York Times dopo l'acquisto.

E da allora è solo peggiorato, dice ora.

In particolare, Sahin è arrivato a credere che una profonda crisi dell'innovazione negli Stati Uniti stia soffocando le startup di energia pulita nella loro infanzia. Il percorso breve ed economico verso l'interruzione che funziona per le attività online fallisce regolarmente in termini energetici, in cui le nuove aziende devono affrontare anni di sviluppo, costi di produzione elevati e attori profondamente radicati (vedi È possibile salvare le startup energetiche?).

Una ripresa ravvicinata di un avvolgitore di elettrodi presso le strutture di Tiax a Lexington, Massachusetts, dove vengono sviluppati e testati nuovi materiali catodici.

Sostiene che le startup del settore dovrebbero concentrarsi su ciò che le startup sanno fare meglio, innovare, mentre trovano modi per collaborare con queste aziende affermate per trasformare i progressi in prodotti. Quella strategia potrebbe offrire maggiori probabilità di sopravvivenza a lungo termine per una determinata azienda, afferma, e rilanciare l'ambiente di innovazione necessario per far avanzare le tecnologie e i mercati.

Al CAMX, Sahin spera di mettere in pratica questa teoria. Il fascino dell'utilizzo di una percentuale maggiore di nichel nei catodi delle batterie agli ioni di litio è l'elevata densità di energia del metallo. Ciò significa che può immagazzinare e rilasciare molti degli ioni di litio che alla fine alimentano gadget e automobili, fornendo energia per lunghi periodi tra una ricarica e l'altra. L'uso di più nichel consente inoltre di utilizzare molto meno cobalto, che è raro e costoso.

Ma la maggior parte del lavoro su catodi ad alto contenuto di nichel fino ad oggi, inclusa la ricerca sulla stessa miscela di base di litio, nichel e ossido utilizzata da CAMX, ha costantemente riscontrato problemi di stabilità che riducono la durata di una batteria. Questo è un ovvio inconveniente nei veicoli, dal momento che nessuno vuole acquistare un'auto da $ 35.000 che duri solo, diciamo, tre anni.

Devi essere molto migliore dell'incumbent. Se stai meglio del 10 percento, nessuno ti parlerà.

CAMX, tuttavia, ha sviluppato e brevettato una composizione di ingegneria molecolare che stabilizza i materiali posizionando piccole quantità di cobalto in aree cruciali. Questo progresso equivale a una nuova classe di catodi agli ioni di litio che potrebbe consentire veicoli elettrici più economici con un raggio più lungo, secondo Sahin.

In un presentazione per gli investitori il mese scorso, Johnson Matthey ha affermato che il materiale CAMX ha prodotto un miglioramento del 25% della densità di energia rispetto ai materiali catodici di nichel-manganese-cobalto utilizzati oggi in molti veicoli elettrici e circa un guadagno del 5% rispetto a una chimica avanzata che sta entrando nei modelli futuri . La società ha annunciato che investirà circa 260 milioni di dollari per iniziare a costruire il primo impianto per produrre i materiali il prossimo anno. BASF non ha ancora fornito ulteriori dettagli sui suoi piani.

Pensa come Facebook

Nonostante l'ovvia necessità di un migliore accumulo di energia e l'entusiasmo per i nuovi approcci, il mercato è stato finora brutale per le startup in questo settore.

L'alto costo di produzione, la forza dei giocatori in carica, le sfide tecniche e la lenta adozione di nuove tecnologie hanno costretto una serie di cari di una volta a fare perno, ridimensionare o dichiarare bancarotta, tra cui A123 Systems, Alevo, Ambri, Aquion Energy, EnerVault, Lightsail Energy e altri. Nel frattempo, l'interesse del capitale di rischio nel settore si è raffreddato poiché gli investitori sono tornati a concentrarsi su scommesse più sicure, più prevedibili e a breve termine su software, social media e attività online (vedi Perché non abbiamo ancora batterie migliori).

Un ricercatore al lavoro nei laboratori di Tiax.

Osservando gli inciampi delle imprese di batterie e di altre aziende di tecnologia verde, Sahin è arrivato a credere che i produttori di materiali energetici dovessero prendere una pagina da queste attività Internet in rapida crescita. Google, Facebook, Airbnb: queste sono tutte aziende che si trovano sulle spalle di Internet, dice. Non hanno costruito Internet.

Ma nel dominio dei materiali, il pensiero standard è: 'Se lo inventiamo, lo faremo', aggiunge. Ho detto: 'No, no, no. Troveremo un partner di produzione, ma dobbiamo renderlo realizzabile.'

Ciò ha rappresentato una sfida: una startup sconosciuta ha dovuto convincere i giganti delle batterie o i loro fornitori di materiali di aver costruito una tecnologia migliore. Le sue richieste iniziali ad aziende tra cui Panasonic, il principale fornitore mondiale di batterie per autoveicoli, sono state respinte. I produttori di batterie non erano disposti a spendere tempo e denaro per valutare i materiali di altre società. Quando alla fine Sahin riuscì a convincere uno a provare, sfruttando le connessioni di una carriera, gli ingegneri dell'azienda non sapevano come, o non si preoccupavano, di testarle correttamente.

Un avvolgitore di elettrodi nei laboratori di Tiax.

Alla fine, CAMX ha dovuto compiere due passi grandi e costosi per andare avanti: ha costruito una fabbrica pilota da 10 milioni di dollari a Rowley, nel Massachusetts, per dimostrare che il materiale poteva essere prodotto su larga scala e ha sviluppato un kit di batterie che qualsiasi potenziale partner potrebbe utilizzare per creare piccole celle che dimostrerebbero le prestazioni del materiale di CAMX.

Durante un'intervista nell'ufficio al secondo piano di Sahin, pieno di targhe e targhe che riconoscono i suoi successi nel mondo accademico, economico e filantropico, posiziona una scatola di cartone su un tavolo rotondo al centro della stanza.

Indossa blue jeans e mocassini in pelle abbinati a una giacca sportiva dal taglio raffinato e una camicia elegante con cuciture blu dettagliate lungo l'abbottonatura. Mentre parla, sbircia da sopra un paio di occhiali alla moda, con un bordo che corre solo lungo il fondo.

Sahin apre la scatola e inizia a estrarre i componenti della batteria dai loro scomparti di schiuma nera: bottiglie di elettrolita e leganti, polvere catodica dell'azienda e istruzioni di montaggio in lingue assortite.

Spiega che è stato solo creando un tale kit che l'azienda è stata in grado di dimostrare i vantaggi del suo materiale catodico. Ciò ha consentito ai potenziali partner di testare e confrontare i materiali senza alcun investimento finanziario e solo un po' del proprio tempo. In definitiva, i miglioramenti sono stati abbastanza significativi da convincere Johnson Matthey e BASF a concludere accordi di produzione, consentendo al contempo a CAMX di mantenere la sua proprietà intellettuale e perseguire ulteriori accordi con altri. (Sahin ha discusso con forza che le startup devono resistere alla pressione per cedere la loro proprietà intellettuale come parte delle prime entrate o accordi di finanziamento.)

Ci sono voluti 75 milioni di dollari di capitale privato e 15 anni e tutto ciò che ho imparato nel mondo accademico, ai Bell Labs, e ce l'abbiamo fatta, dice Sahin. E ci sono dozzine, centinaia di piccole aziende là fuori che vogliono arrivarci anche loro.

Questa è la motivazione trainante di quella che Sahin descrive come la fase successiva della sua visione dell'azienda: una nuova divisione che offre servizi di consulenza e valutazione alle startup che lavorano sui componenti delle batterie, inclusi separatori di celle, anodi di silicio o persino materiali catodici concorrenti. La divisione preparerà anche kit di batterie personalizzati che queste aziende potranno utilizzare per aiutare i potenziali partner a convalidare le loro tecnologie.

'Così che quello che ci ha messo 10 anni può richiedere loro 10 mesi, dice.

Ma ovviamente resta da vedere se lo stesso CAMX avrà successo. In effetti, è probabile che ci vorranno anni prima che l'invenzione dell'azienda arrivi in ​​qualsiasi prodotto di consumo. Sia i produttori di batterie che i produttori di automobili dovranno valutare in modo completo e indipendente i materiali, poiché nessuno dei due può permettersi di lanciare un prodotto che potrebbe non funzionare bene o in modo sicuro nel mondo reale nel tempo.

Le probabilità di successo per qualsiasi materiale per batterie o avvio di componenti sono molto basse, anche quando l'azienda è ben finanziata. L'azienda deve dimostrare un progresso sostanziale, scalabile e in gran parte privo di compromessi per convincere i giocatori più avanti lungo la catena di approvvigionamento a fare enormi investimenti iniziali in tempo e risorse.

Devi essere molto migliore dell'incumbent, afferma Gerbrand Ceder, professore di scienze dei materiali all'Università della California, Berkeley, che supervisiona un gruppo di ricerca con sede presso il Lawrence Berkeley National Laboratory che sta esplorando materiali promettenti per batterie. Se stai meglio del 10 percento, nessuno ti parlerà.

Aggiunge che mentre la strategia aziendale di CAMX evita i rischi legati alla produzione, comporta altri aspetti negativi. In particolare, i canoni di licenza rappresentano solo una frazione dei profitti che le aziende possono realizzare vendendo materiali o batterie finite. Nel frattempo, qualsiasi azienda che non crei valore oltre la proprietà intellettuale potrebbe trovarsi in una posizione rischiosa in un campo noto per violazioni, scoperte parallele e azioni legali in materia di proprietà intellettuale.

Un'interruzione di $ 2 trilioni

Da parte sua, Sahin è fiducioso nelle capacità dei materiali di CAMX e crede che ci saranno molti affari da fare. Nel suo ufficio, tira fuori alcuni fogli di carta bianca da stampante e inizia ad annotare figure, colonne e frecce, raccontando mentre procede.

Entro il 2035, con l'aumento della proprietà automobilistica in nazioni come Cina e India, i produttori potrebbero produrre 140 milioni di veicoli all'anno, afferma. È probabile che tra i 50 e i 70 milioni di loro siano elettrici, poiché i prezzi delle batterie continuano a diminuire e nazioni tra cui Cina, Inghilterra e Germania si preparano a limitare i motori a combustione.

Se quei veicoli venissero venduti in media per $ 30.000, si otterrebbe un'industria di $ 2 trilioni all'anno nella fascia alta. E una quota enorme andrà ai produttori e ai fornitori di batterie.

La maggior parte del settore delle auto elettriche è controllata da una manciata di grandi aziende, inclusi giganti delle batterie come Panasonic, LG Chem e Samsung; conglomerati chimici come Umicore e Nichia; e produttori di veicoli come Tesla, BYD e l'alleanza Renault-Nissan.

Aumentare fino a 70 milioni di auto all'anno entro i prossimi 18 anni richiederà loro di produrre o acquistare qualcosa come 560 miliardi di celle di batterie ogni anno e fino a sette milioni di tonnellate di materiali catodici da soli. Ciò rappresenta un'enorme opportunità per qualsiasi startup che faccia passi da gigante nei catodi, anodi o componenti cellulari, almeno se può imparare a collaborare con queste aziende in modi intelligenti, afferma Sahin.

Sta per realizzarsi un'industria dirompente da 2 trilioni di dollari', afferma. 'Sta succedendo. Ed è proprio sotto il nostro naso.

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