Наразі електромобілі є тенденцією сучасного автомобільного світу. Ключовим недоліком в конструкції є те, що через тяжкі та великі акумулятори, вага автомобіля збільшується в декілька разів. Крім того, акумулятори, як правило, займають значну частину простору всередині салону. Дослідники, які займаються розробками в одному з університетів Швеції є першими, кому вдалося розв’язати цю проблему. Саме вони сконструювали акумуляторну батарею, яка здатна виконувати декілька функцій одночасно: бути постачальником енергії та конструкційним елементом транспортного засобу. За основу розробки вони взяли екологічний матеріал під назвою вуглецеве волокно. Воно має гарні механічні характеристики, завдяки яким його можна застосовувати як матеріал для електрода.
Інформацію про розробку схожого пристрою дослідницька група опублікувала у 2018 році у своїй науковій статті. Зокрема, в ній описується, яку форму повинно мати вуглецеве волокно, щоб забезпечити достатню жорсткість конструкційним деталям електромобіля. Також зазначається і про обов’язкові характеристики для заощадження енергії. Наразі вченим вдалося розробити вуглецеву батарею, яка, за результатами випробувань, функціонує набагато ефективніше, ніж звичайні.
Новинка складається з електрода зі знаком мінус з вуглецевого волокна й електрода з показником плюс з алюмінієвої фольги, покритої фосфатом літій-заліза. Один від одного їх відділяє спеціальна склотканина, яка надає пристрою жорсткість. Дослідники описують свою розробку як «пристрій без ваги», тому що, у порівнянні зі звичайною батареєю, він не додає транспортному засобу додаткової маси. Ключовою проблемою батарей з вуглецевого волокна є недостатня щільність енергії. Цей показник становить близько 24 Вт • год / кг, що десь в 5 разів менше, ніж у сучасних літій-іонних акумуляторів. Проте, застосування таких батарей в конструкціях електромобілів допоможе зробити електричний транспорт легшим. Внаслідок цього автомобіль витрачатиме менше енергії на своє переміщення.
Щодо механічних характеристик нових акумуляторних батарей, вони мають деякі переваги у порівнянні з традиційними. Так, модуль пружності становить аж 25 ГПа, а межа міцності при розтягуванні – понад 300 МПа.
Керівник роботи Лейф Асп так каже про свою розробку: “Всі спроби зводились до того, що у нас виходила батарея, яка має лише гарні технічні характеристики, або ж акумулятор лише з відмінними електричними можливостями. Нова батарея з вуглецевого волокна поєднує в собі ці дві найважливіші для електромобілів властивості».
Лейф Асп прогнозує, що у покращеній розробці щільність енергії має становити близько 75 Вт • год / кг, а модуль пружності – 75 ГПа. Можна зробити висновок, що батарея буде міцною, як алюміній, проте значно легшою.
За словами Аспа, “невагома” батарея володіє “фантастичним потенціалом”. Крім автомобілів, технологія може застосовуватися споживчою електронікою: смартфонами, ноутбуками, електричними велосипедами, безпілотниками та іншими пристроями. Вони “будуть удвічі легшими, ніж стандартні, і стануть більш компактними”, очікує вчений.
Читайте найцікавіші еконовини АРТ-ЕНЕРГО в Telegram та Фейсбуці