Углеродное волокно, без сомнения, впечатляющий материал. Он невероятно легкий и прочный и используется во многих областях, включая авиастроение и автомобилестроение. При определенных обстоятельствах материал вскоре может быть использован в качестве накопителя энергии. По крайней мере, когда дело доходит до команды из университета Чалмерс в Швеции. Исследователи обнаружили, что углеродное волокно действительно обладает необходимыми электрохимическими свойствами при определенных условиях.
Ищем новый материал из углеродного волокна
Углеродное волокно уже продемонстрировало потенциал в качестве материала для электродов в экспериментальных батареях в прошлом. Его механические свойства, в свою очередь, хорошо известны. Команда из Университета Чалмерса хотела выяснить, можно ли объединить эти два свойства для создания материала для производства транспортных средств, который может одновременно накапливать энергию.
Углеродное волокно, используемое для создания конструкций, обычно конструируется таким образом, чтобы материал был как можно более жестким. Однако такие формы углеродных волокон имеют очень плохие электрохимические свойства.
С другой стороны, углеродное волокно с хорошими электрохимическими свойствами значительно снижает жесткость. Исследователи, однако, хотели материалы из углеродного волокна, которые одновременно обладают хорошими электрохимическими свойствами и являются жесткими. Они исследовали микроструктуру различных доступных материалов из углеродного волокна, особенно в отношении расположения и размера кристаллов.
Они обнаружили, что материалы с высокой жесткостью имеют большие ориентированные кристаллы, в то время как материалы с хорошими электрохимическими свойствами имеют маленькие кристаллы, которые являются более разупорядоченными.
Кузов автомобиля как аккумулятор
Эти знания, по мнению исследователей, обеспечивают основу для поиска материалов из углеродного волокна, которые сочетают в себе лучшие свойства обоих типов, так сказать, и обладают хорошими электрохимическими свойствами и высокой жесткостью.
« Теперь мы знаем, как следует изготавливать многофункциональные углеродные волокна с высокой емкостью накопления энергии, обеспечивая при этом достаточную жесткость. Небольшое снижение жесткости не является проблемой для многих применений. В настоящее время на рынке преобладают дорогие углеродные волокнистые композиты. Существует ПОЭТОМУ некоторый потенциал здесь для производителей углеродного волокна для расширения их использования , «сказал Лейф Asp, ведущий автор исследования .
Учитывая важность веса в производстве транспортных средств, углеродное волокно, которое может накапливать энергию, может стать настоящим изменением игры. Исследователи уже работают с компаниями автомобильной и аэрокосмической промышленности, чтобы изучить возможности корпусов, которые также являются батареей.
« Кузов автомобиля не был бы несущим элементом, а действовал бы как аккумулятор. Он также хочет иметь возможность использовать углеродное волокно для других целей, таких как сбор кинетической энергии, для датчиков или для проводников как энергии, так и данных. Если бы все эти функции были частью кузова автомобиля или самолета, это могло бы снизить вес до 50 процентов », - продолжает Асп.