ЭкоТехника в Facebook Экотехника в Telegram ЭкоТехника в Twitter



Ученые из технологического университета Чалмерса в Швеции разработали структурную батарею на основе углеродного волокна, которая способна выполнять функции электрода, проводника и несущего материала.

Структурные батареи – это материалы с электрохимическими свойствами хранения энергии, которые могут быть встроены в конструкцию объекта, такого как автомобиль или летательный аппарат. По сути, они направлены на снижение веса самого объекта.

Швейцарские исследователи говорят, что разработка «безмассовых» батарей началась в 2007 году. Основной их задачей было создание устройств с оптимальными электрическими и механическими свойствами. В итоге получился аккумулятор на основе углеродного волокна, который обладает хорошей накопительной способностью, а также необходимой жесткостью и прочностью для интеграции в конструкцию электромобилей.

«Наши батареи также могут применяться на крышах городских транспортных средств, которые также покрыты солнечными модулями», - отмечает руководитель исследования Лейф Асп.

Новый аккумулятор включает в себя отрицательный электрод из углеродного волокна (CF) и положительный электрод на алюминиевой пленке, которые разделены стекловолоконным сепаратором в матричном материале структурного электролита батареи (SBE).

«Углеволокно действует как хозяин для Li, проводит электроны и укрепляет материал, - объясняют исследователи. - Точно так же фольга положительного электрода обеспечивает комбинированные механические и электрические функции».

SBE способствует переносу литий-ионных ионов и передает механическую нагрузку между волокнами, частицами и слоями устройства. Продемонстрированная батарея показала модуль упругости 25 гигапаскалей и предел прочности при растяжении, превышающий 300 мегапаскалей. Модуль упругости измеряет сопротивление материала упругой деформации, а предел прочности при растяжении относится к максимальной нагрузке, которую материал может выдержать без разрушения при растяжении.

«Батарея имеет плотность энергии 24 Вт*ч/кг, что означает примерно 20-процентную емкость по сравнению с сопоставимыми литий-ионными аналогами, доступными в настоящее время, - заявляют шведские ученые. - Но поскольку вес транспортных средств может быть значительно уменьшен, для управления электромобилем, например, потребуется меньше энергии, а меньшая плотность энергии также приведет к повышению безопасности».

Они описали свою работу в научной статье «Структурная батарея и ее многофункциональность», которая была опубликована в журнале Advanced Energy & Sustainability Research. В планах ученых протестировать аккумулятор в сочетании с солнечными электромобилями и аэрокосмическими транспортными средствами.

В мае другие ученые из Технологического университета Чалмерса представили прототип аккумуляторной батареи на основе цемента со средней плотностью энергии 7 Втч/м2. Они убеждены, что эта технология идеально подходит для крупномасштабного хранения возобновляемой энергии, а также производства строительных элементов с функцией аккумулятора.

Читайте также: Найдена лучшая комбинация ВИЭ для надежной генерации (солнечные панели, ветряк, биогаз и аккумулятор)

Источник: chalmers.se


А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!



Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Смотрите еще интересные материалы:

Присоединяйтесь к нам!

 

Авторизоваться