Идея использовать кузов автомобиля как аккумуляторную батарею известна достаточно давно, более того – многие прототипы «автомобилей будущего» рассчитывают именно на такой технологический прорыв. Шведские ученые из Технологического университета Чалмерса, Гетеборг разработали новую технологию, которая позволяет хранить энергию непосредственно в углеволоконном корпусе, который становится не только несущей конструкцией, но и батареей.
Углеродное волокно может хранить энергию
Одним из сдерживающих факторов широкого распространения электрических транспортных средств является «аккумуляторная проблема». Просто упрощенно напомним ситуацию – батареи, используемые на сегодняшний день в электромобилях, все еще недостаточно емкие и мощные, к тому же они тяжелые и громоздкие. Без инновационных прорывов в области хранения энергии развитие электрокаров упирается в «технологическую стену»: при увеличении основных энергетических показателей аккумуляторов – неизбежно увеличивается вес и размеры литий-ионных батарей.
Результаты научных исследований, проведенных в шведском Технологическом университете Чалмерса, показали, что углеродные волокна могут работать как аккумуляторы, непосредственно сохраняя энергию. Эти результаты открывает новые возможности для структурных батарей, в которых углеродное волокно становится частью энергетической системы. Использование такого типа многофункционального материала будет способствовать значительному снижению веса в автомобилях, самолетах и транспортных средствах будущего и позволит эффективно решить одну из ключевых задач электрификации.
Уменьшение веса транспортных средств, за счет исключения из энергетической системы громоздкой и тяжелой батареи, позволит значительно увеличить дальность перемещения без дополнительных подзарядок аккумуляторов.
«Кузов будет не просто несущим элементом, но и будет действовать как аккумулятор – это позволит уменьшить вес до 50%», – утверждает руководитель исследований, профессор Лейф Асп.
Безусловно, все не так просто – исследования показали, что чем «лучше хранят энергию углеродные волокна – тем они менее жесткие». При доведении новой технологии до коммерческого уровня, ученые рассчитывают «разумный компромисс», сохраняя достаточную жесткость композитных углеродных волокон и улучшая их способность эффективно сохранять энергию.
«Ключом к успеху является оптимизация транспортных средств на системном уровне – на основе веса, прочности, жесткости и электрохимических свойств. Это что-то новое для мышления в автомобильном секторе, в котором в основном занимаются оптимизацией отдельных компонентов. Новые углеродные батареи не становятся такими же эффективными, как традиционные батареи, но поскольку они имеют конструктивную несущую способность, то на уровне всей системы можно добиться очень больших успехов», – объясняет профессор Лейф Асп.