Важкі та громіздкі батареї серйозно обмежують можливості нового електричного транспорту. Цікаву альтернативу традиційним способам акумулювання енергії пропонують інженери зі Швеції. Вони повідомили про прорив у створенні «невагомої» батареї, яка може служити одночасно і джерелом енергії, і структурним компонентом автомобіля або літака. Поки у неї не дуже висока щільність енергії, але вже в наступній фазі досліджень її буде збільшено втричі.
Команда з Технічного університету Чалмерса, кілька років вивчала структурні батареї. І прийшла до висновку, що найкраще використовувати в якості матеріалу вуглецеве волокно, що володіє відмінними й добре вивченими механічними властивостями, а також здатністю, після певної обробки, виконувати функції електрода.
У 2018 вчені опублікували дослідження, яке описує різновид вуглеволокна з потрібним розташуванням кристалів, яке забезпечує необхідну транспорту міцність і електрохімічну продуктивність при зберіганні енергії. Тепер, бажаючи знайти практичне застосування своїм ідеям, вони виготовили структурну батарею з вуглеволокна, яка в десять разів ефективніша попередньої версії.
Батарея складається з негативного електрода з вуглеволокна та позитивного з алюмінієвої фольги покритої літій-залізо-фосфатом. Вони розділені електролітом зі скловолокна, який переносить іони літію, як у звичайній батареї, але при цьому допомагає розподіляти механічне навантаження на різні елементи структури, повідомляє New Atlas.
Автори називають цей акумулятор «невагомим», тому що, на відміну від традиційних батарей, він не збільшує масу автомобіля або літака, у всякому разі, в теорії. Однак, заради цього довелося піти на деякі компроміси. Наприклад, у батареї щільність енергії 24 Вт г / кг, що приблизно в п’ять разів гірше, ніж у сучасного літій-іонного акумулятора.
З іншого боку, якщо інтегрувати таку батарею в електромобіль замість звичайного літій-іонного акумулятора, машина буде важити набагато менше, і їй буде потрібно менше енергії для пересування. А що стосується механічних властивостей, то «невагомий» акумулятор витримує тиск у 25 ГПа і може конкурувати в міцності з іншими будматеріалами.
У наступній фазі своїх досліджень шведські вчені мають намір замінити алюміній на вуглеволокно, щоб збільшити продуктивність і механічні показники батареї, а фіберглас стане тонше, щоб прискорити зарядку. У такому варіанті вона зможе забезпечити щільність енергії вже в 75 Вт г / кг і зберегти міцність алюмінію при меншій масі.
