Доколку автомобилите, авионите, бродовите и компјутерите би биле изградени од материјали кои функционираат и како батерија и како носечка конструкција, тежината и потрошувачката на енергија би се намалиле. Истражувачка група од Технолошкиот универзитет Чалмерс во Шведска сега презентираше структурна батерија која може да ја преполови тежината на лаптопите, да направи мобилен телефон тенок како кредитна картичка или да го зголеми опсегот на возење на електричните автомобили до 70% со едно полнење.
Истражувачите создадоа композитна батерија од јаглеродни влакна која е силна како алуминиум и доволно енергетски густа за да се користи комерцијално.
„Исто како и човечкиот скелет, батеријата има неколку функции во исто време“, вели истражувачот на Чалмерс, Рича Чаудари, прв автор на научниот труд објавен во списанието Advanced Materials.
Истражувањата за структурните батери со години се прават во Чалмерс, а во некои фази и во соработка со Кралскиот институт за технологија KTH во Стокхолм. Кога професорот Леиф Асп и неговите колеги ги објавија своите први резултати во 2018 година за тоа како крутите, силни јаглеродни влакна можат хемиски да складираат електрична енергија, пробивот привлече големо внимание. Веста дека јаглеродните влакна можат да функционираат како електроди во литиум-јонските батерии силно одекна во научните кругови, а престижниот Physics World го вклучи ова достигнување меѓу десетте најголеми откритија на годината.
Оттогаш истражувачката група го развива својот концепт за зголемување на цврстината и густината на енергијата. Претходната пресвртница беше постигната во 2021 година, кога батеријата имаше енергетска густина од 24 ват-часови по килограм (Wh/kg), приближно 20% од капацитетот на споредлива литиум-јонска батерија. Сега достигна 30 Wh/kg. Иако ова е сè уште помалку од денешните батерии, условите се сосема различни. Кога, на пример, батеријата е дел од структурата на автомобилот и може да биде направена од лесен материјал, вкупната тежина на возилото значително се намалува.
„Инвестирањето во лесни и енергетски ефикасни возила е очигледно ако сакаме да заштедиме енергија и да размислуваме за идните генерации. Направивме пресметки за електрични автомобили кои покажуваат дека можат да возат до 70% подолго од денес“, вели лидерот на истражувањето, Леиф Асп, кој е професор на Катедрата за индустрија и наука за материјали во Чалмерс.
Кога станува збор за возилата, постојат високи барања за дизајнот, кој мора да биде доволно силен за да ги исполни безбедносните барања. Таму структурната батерија на истражувачкиот тим значително ја зголеми својата дврстина или поконкретно, нејзиниот модул на еластичност, измерен во гигапаскали (GPa), од 25 на 70. Тоа значи дека материјалот може да носи товари како и алуминиум, но со помала тежина.
Од самиот почеток целта беше да се постигнат перформанси кои овозможуваат комерцијализација на технологијата. Паралелно со тоа што истражувањето сега продолжува, се зајакна и врската со пазарот преку новооснованата компанија Sinonus AB, со седиште во Борас, Шведска.
Сепак, истражувачите велат дека има уште многу инженерска работа што треба да се направи пред батериите да се префрлат од лабораториско производство во индустриски постројки.
„Може да се замисли дека мобилните телефони или лаптопите тенки како кредитна картичка, со тежина од половина од денес, се блиску до појавување на пазарот. Исто така, компонентите како електрониката во автомобилите или авионите би можеле да се напојуваат со структурни батерии. Потребни се големи инвестиции за да се задоволат бараните енергетски потреби на транспортната индустрија, но тука технологијата може да направи најголема разлика“, вели Леиф Асп, кој забележа силен интерес од автомобилската и воздушната индустрија.
(Vidi.hr)
(фото: MaxPixel)
