Bateria strukturalna to połączenie źródła energii i elementu konstrukcyjnego. Jak wyjaśnia Richa Chaudhary, autorka badań opublikowanych w czasopiśmie Advanced Materials - "Stworzyliśmy baterię z kompozytu włókna węglowego, która jest tak sztywna jak aluminium, a jednocześnie wystarczająco gęsta energetycznie, aby mogła znaleźć komercyjne zastosowanie".
Dzięki swojej wytrzymałości bateria strukturalna może zostać wbudowana bezpośrednio w konstrukcję pojazdu lub urządzenia i tym samym znacznie zredukować jego masę, dzięki rezygnacji z dodatkowych elementów mechanicznych. Technologia może znaleźć zastosowanie w ultracienkich laptopach czy telefonach, ale największe zainteresowanie wzbudziła w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym.
Rewolucja w lotnictwie i motoryzacji?
Jednym z największych wyzwań w lotnictwie elektrycznym jest gęstość energii baterii. Tradycyjne baterie są znacznie cięższe niż paliwo lotnicze, co ogranicza rozwój lotów elektrycznych na większą skalę. Tutaj właśnie pojawia się przewaga baterii strukturalnych - ich lekka konstrukcja może zostać zintegrowana z kadłubem samolotu, co eliminuje konieczność montowania dodatkowych akumulatorów.
W motoryzacji z kolei, jak twierdzi profesor Leif Asp, lider zespołu badawczego, zastosowanie baterii strukturalnych może wydłużyć zasięg samochodów elektrycznych choćby o 70%, a sama energia będzie bardziej efektywnie wykorzystana.
Baterie strukturalne mają jednak swoje mankamenty
Chociaż technologia baterii strukturalnych rozwija się dynamicznie, przed jej komercjalizacją stoi kilka wyzwań. Jednym z nich jest trudność w wymianie baterii, które są integralną częścią konstrukcji pojazdu czy urządzenia. W przypadku awarii konieczność demontażu całego elementu byłaby sporym problemem. Korzyści wynikające z mniejszej wagi i zwiększonej wytrzymałości wydają się jednak przeważać na tyle, iż przemysł motoryzacyjny i lotniczy chętnie inwestują w rozwój tej technologii.
Najnowsza wersja baterii strukturalnej opracowanej przez zespół z Chalmers University osiągnęła gęstość energii na poziomie 30 watogodzin na kilogram (Wh/kg). Choć jest to wartość niższa od tradycyjnych baterii litowo-jonowych (gęstość 200-300 Wh/kg), to bateria ta wyróżnia się wyjątkowymi adekwatnościami mechanicznymi - jest dwukrotnie lepsza od poprzednika pod względem sztywności, co czyni ją w tej chwili najdoskonalszą tego typu konstrukcją na świecie.
Asp przewiduje, iż baterie strukturalne znajdą pierwsze praktyczne zastosowania w laptopach, smartfonach oraz komponentach samochodowych. Dzięki swojej unikalnej budowie mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki projektowane są urządzenia elektroniczne, redukując ich wagę choćby o połowę. Według niego bateria strukturalna umożliwi tworzenie cieńszych i lżejszych produktów szczególnie pożądanych w świecie technologii mobilnych.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
