Сегодня 13 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Шведские учёные создали структурный аккумулятор, увеличивающий запас хода электромобиля на 70 %

Самый прочный в мире аккумулятор, разработанный учёными Технического университета Чалмерса (CTH) в Швеции, может увеличить запас хода электромобилей на 70 % и открыть путь к созданию мобильных устройств тоньше банковской карты. Уникальность технологии заключается в использовании углеродного волокна в качестве электродов, что позволяет исключить металлы, такие как мeдь и алюминий, увеличивающие массу. Это может стать решающим фактором в преодолении ключевого барьера на пути к масштабной электрификации транспорта — ограниченного запаса хода.

 Источник изображения: Henrik Sandsjö / Chalmers University of Technology

Источник изображения: Henrik Sandsjö / Chalmers University of Technology

Несмотря на растущую популярность электромобилей, переход на полностью электрифицированный транспорт, свободный от ископаемого топлива, остаётся задачей с множеством неизвестных. Особенно остро эта проблема стоит в сфере дальних перевозок, осуществляемых морским и воздушным транспортом, требующим энергоёмкого, но лёгкого топлива, способного обеспечить нужный запас энергии. Традиционные аккумуляторы, хотя и экологичнее, но значительно уступают ископаемому топливу по энергоёмкости и весу.

Структурные аккумуляторы предлагают элегантное решение этой многогранной проблемы благодаря способности выполнять несущую функцию в конструкции устройства, превращаясь из «мёртвого груза» в функциональный элемент. Для транспортных средств это означает не только снижение общего веса, но и уменьшение энергопотребления, что напрямую влияет на увеличение запаса хода.

Исследовательская группа под руководством Лейфа Аспа (Leif Asp), профессора материаловедения и вычислительной механики в CTH, подтвердила, что углеродные волокна могут накапливать электрическую энергию и использоваться в качестве электродов в литийионных батареях. К 2021 году группа учёных повысила прочность и электрическую ёмкость батареи до плотности энергии 24 Вт·ч/кг, которая в новых отчётах была увеличена до 30 Вт·ч/кг.

Хотя эти значения всё ещё уступают стандартным литийионным аккумуляторам, важно отметить, что структурные аккумуляторы не обязательно должны достигать таких же высоких показателей ёмкости, чтобы быть эффективными. Их главное преимущество заключается в многофункциональности и способности интегрироваться в конструкцию устройства, что позволяет достичь значительного снижения общего веса и повышения энергоэффективности. «Наши расчёты показывают, что электромобили могли бы проезжать до 70 % больше, чем сегодня, если бы они были оснащены конкурентоспособными структурными аккумуляторами», — говорится в заявлении Аспа.

Структурный аккумулятор, разработанный в CTH, изготовлен из композитного материала и использует углеродные волокна для положительного и отрицательного электродов. В предыдущих версиях батареи сердцевина положительного электрода была сделана из алюминиевой фольги. В новой версии исследователи применили инновационный подход и покрыли углеродные волокна литий-железо-фосфатом (LFP), что позволило значительно повысить эффективность и прочность батареи. Углеродное волокно в данной конструкции служит не только электродом, но и армирующим элементом, коллектором тока и основой для накопления лития на катоде, одновременно выступая в роли электрического коллектора и активного материала в аноде. Это позволяет создавать аккумулятор без использования традиционных материалов, таких как мeдь или алюминий.

Исследователям также удалось повысить жёсткость аккумулятора, что позволяет ему выдерживать нагрузки, сопоставимые с алюминием, но при значительно меньшем весе. «Можно представить, что мобильные телефоны толщиной с кредитную карту или ноутбуки, весящие вдвое меньше нынешних, появятся совсем скоро. Потребуются крупные инвестиции, чтобы удовлетворить сложные энергетические потребности транспортной отрасли, но именно в этой сфере данная технология может произвести наиболее значительный эффект», — заявил Асп.

Инновационный аспект разработки состоит ещё и в том, что ионы лития в аккумуляторе перемещаются через полутвёрдый электролит, что существенно снижает риск возгорания — это критически важное преимущество с точки зрения безопасности, особенно в транспортных средствах. Однако на данный момент аккумулятор не может обеспечивать высокую мощность, и это направление стало одним из приоритетных для команды учёных.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Критики оценили «умный» детектив The Rise of the Golden Idol — игра уже вышла и доступна в российском Steam 28 мин.
Заждались: Farming Simulator 25 вышла в Steam и сразу же установила новый рекорд для серии 3 ч.
Создатели Stellar Blade подтвердили планы на ПК-версию — объявлена дата выхода фоторежима и дополнения по Nier: Automata 5 ч.
Северокорейские хакеры научились обходить защиту macOS и захватывать удалённый доступ к Mac 5 ч.
Apple Intelligence стал источником абсурдных, смешных и пугающих обобщений уведомлений 6 ч.
Третье дополнение к Atomic Heart выйдет «совсем скоро» — новые скриншоты и подробности 6 ч.
Nvidia App вышло из беты и вскоре полностью заменит GeForce Experience 6 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl и Microsoft Flight Simulator 2024 7 ч.
Французская и немецкая поисковые системы объединились против Google 8 ч.
Владельцы Steam Deck провели в Baldur’s Gate 3 более 17 миллионов часов, а покупатели игры нашлись в Ватикане 9 ч.
Новая статья: Компьютер месяца — ноябрь 2024 года 9 мин.
Китай представил проект автономного многоразового космического челнока HaoLong-1 2 ч.
Процессоры Ryzen AI 300 оказались на 15–20 % быстрее Ryzen Z1 Extreme в играх 2 ч.
Nvidia подарит игру Indiana Jones and the Great Circle покупателям GeForce RTX 4070 и более мощных видеокарт 4 ч.
В России создали предельно чувствительный субмиллиметровый детектор для исследования космоса и не только 4 ч.
Анонсирован большой электрический кроссовер Cadillac Vistiq 2026 с запасом хода 480 км и ценой от $80 185 4 ч.
Французская EDF готова запитать от АЭС три гигаваттных ИИ ЦОД 6 ч.
«Роскосмос» показал макеты «Луны-26», Российской орбитальной станции и других перспективных проектов 7 ч.
Дисплей для Google Pixel 9 Pro Fold оказался дороже, чем целый MacBook Air 8 ч.
Экс-сотрудницу SK hynix осудили за распечатку 4000 страниц — она якобы воровала технологии для Huawei 8 ч.