Учените създадоха „безтегловна“ батерия – батерията ще стане част от рамката на устройството
Шведски откриватели са създали композитна батерия от въглеродни нишки, която може да се употребява за основаване на корпуси и рамки за устройства. Батерията в действителност няма да има настрана тегло.
Изследователи от Технологичния университет Чалмърс, Швеция, съумяха да основат композитна батерия от въглеродни нишки, която е твърда като алуминий и задоволително енергоемка за комерсиална приложимост. Автомобили, самолети, кораби или компютри могат да бъдат построени от този материал, който действа и като батерия. Поради неналичието на потребност от обособени акумулатори, тежестта на устройствата ще бъде доста понижено.
Изчислено е, че материалът за батерията може да понижи на половина тежестта на ноутбук или да направи мобилния телефон тъничък като кредитна карта. Пробегът на електрическия автомобил с едно зареждане ще се усили със 70%.
Изследванията на структурни акумулатори не престават в университета от доста години. Когато през 2018 година професор Лейф Асп и сътрудниците му разгласиха първите си резултати за това, по какъв начин твърдите и здрави въглеродни нишки могат да съхраняват електрическа сила химически, напредъкът притегли голямо внимание. Новината, че въглеродните нишки могат да работят като електроди в литиево-йонните акумулатори, се популяризира бързо. Изданието Physics World уточни това достижение като един от десетте най-големи пробива на годината.
Оттогава изследователският екип продължава да развива своята идея за увеличение както на твърдостта, по този начин и на енергийната компактност. Предишният стадий беше доближат през 2021 година, когато енергийната компактност на батерията беше 24 Wh/kg, което значи почти 20% от потенциала на съпоставимата литиево-йонна батерия. В момента плътността е 30 Wh/kg. Въпреки че това към момента е по-малко от актуалните акумулатори, новите имат изцяло разнообразни условия на работа. Когато батерията е част от структурата и може да бъде направена и от лек материал, общото тегло на автомобила е доста понижено. Тогава, с цел да управлявате да вземем за пример електрическа кола, не е нужна толкоз доста сила.
Разработената идея за батерия се основава на композитен материал и съдържа въглеродни нишки като позитивни и негативни електроди, където позитивният електрод е затрупан с литиево-железен фосфат. Въглеродните нишки, употребявани в електродния материал, са многофункционални. На анода той работи като арматура, а също и като електрически колектор и деен материал. На катода той работи като усилвател, токообменник и рамка за лития.
В една батерия литиевите йони се транспортират сред клемите през полутвърд електролит, а не посредством течност, което е предизвикателство, когато става въпрос за произвеждане на висока мощ. Това изисква спомагателни проучвания. Но сходна структура усъвършенства сигурността на батерията, като понижава риска от пожар.
„ Инвестирането в леки и енергоефективни транспортни средства е даденост, в случай че желаеме да пестим сила и да мислим за бъдещите генерации. Извършихме калкулации по електрическите автомобили, които демонстрираха, че тези транспортни средства могат да са със 70% по-продължителен пробег от през днешния ден, в случай че имат конкурентни структурни акумулатори “ — споделя ръководителят на проучването Лейф Асп, професор в катедрата по индустриални и материални науки в Чалмърси.
Що се отнася до транспортните средства, има високи условия към структурата, която би трябвало да бъде задоволително здрава, с цел да дава отговор на стандартите за сигурност. Учените са нараснали твърдостта и еластичността на материала. Издържа на натоварване, както и алуминия, само че с по-малко тегло. От самото начало задачата е била да се реализира продуктивност, която да разреши комерсиализиране на технологията. Успоредно с продължаващите проучвания, връзките с пазара се укрепват. Въпреки това, има още доста работа за извършване, преди батериите да създадат скок от лабораторията към производството в огромен мащаб.
