Акумулятори в майбутніх електромобілях, смартфонах, електролітаках і в інших пристроях можуть стати умовно невагомими не втрачаючи властивостей запасати енергію. В цьому немає чарівництва. Якщо акумулятор зробити невід’ємною частиною корпусу або інший структурної деталі конструкції, то його вагу банально можна не враховувати. Такий підхід позбавить від використання в пристрої окремого акумулятора, що зробить виріб легше і менше.
Ще два роки тому шведські вчені з Технологічного університету Чалмерса повідомили про розробку структурного акумулятора з композитного вуглецевого матеріалу, корпус якого витримує такі фізичні навантаження, які б знищили звичайну літієву батарею. Тоді цей винахід виданням Physics World було названо найбільшим науковим досягненням року. А днями стало відомо, що за два роки вчені змогли десятикратно поліпшити сукупні характеристики свого акумулятора.
Так, якщо розробка 2018 року характеризувалася модулем поздовжньої пружності на рівні 25 ГПа, то нова батарея утримує цей показник на рівні 75 ГПа. Це означає, що за показниками механічної міцності структурний акумулятор піднявся від середнього між свинцем і оловом до дюралюмінію. Фактично з нової батарейки можна робити корпус літака, і цей корпус сам буде акумулятором. Адже це полегшення ваги, яке можна конвертувати у швидкість або в дальність пересування.
На жаль, проблеми зі структурними шведськими акумуляторами криються в дуже низькій щільності енергії, що запасається. Розробка 2018 року могла похвалитися щільністю всього 24 Вт · год / кг. Але два роки досліджень змогли поліпшити цей параметр до 75 Вт · год / кг. Це приблизно в чотири рази поступається можливостям сучасних масових літієвих акумуляторів, але ж цей елемент не буде нічого важити в складі пристрою. Майже нічого.
У «безмассового» акумулятора з вуглепластику роль несучої (структурної) конструкції грають навіть електроди й електроліт. Точніше, електролітом просякнута склотканина, яка розділяє електроди й також зміцнює батарею. Катод такого акумулятора виготовлений з вуглецю, а анод – з фольги зі сполуки літію і фосфату-заліза.
У майбутньому вчені планують зробити з вуглецю також анод, додатково підвищивши міцність акумулятора. Також планується зробити тонше розділове скловолокно з просоченням електролітом. Це додатково дозволить збільшити робочі струми та швидкість заряду. Розвиватися є куди і це дуже цікавий напрямок.
