Επιστήμονες έφτιαξαν «την ισχυρότερη μπαταρία του κόσμου»
Η απάντηση στην ηλεκτροδότηση των αεροπορικών ταξιδιών θα μπορούσε να είναι η ισχυρή, ελαφριά τεχνολογία μπαταριών από ανθρακονήματα.
Οι ερευνητές από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers της Σουηδίας λένε ότι το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένη είναι αρκετά ανθεκτικό ώστε να χρησιμεύσει ως δομή που φέρει φορτίο. Χαρακτηρίζεται ως η “ισχυρότερη μπαταρία του κόσμου” και υποστηρίζουν ότι θα μπορούσε να ενσωματωθεί στο σχεδιασμό ενός οχήματος για να μειώσει το βάρος και να αυξήσει την εμβέλεια, όπως αναφέρει το euronews.com.
“Καταφέραμε να δημιουργήσουμε μια μπαταρία από σύνθετο υλικό ινών άνθρακα που είναι τόσο άκαμπτη όσο το αλουμίνιο και αρκετά ενεργειακά πυκνή ώστε να χρησιμοποιηθεί εμπορικά”, λέει η επιστήμονας του Chalmers Richa Chaudhary, μία από τους συγγραφείς της εργασίας που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Advanced Materials.
“Ακριβώς όπως ένας ανθρώπινος σκελετός, η μπαταρία έχει πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα”.
Κινητά τηλέφωνα «λεπτά σαν πιστωτική κάρτα» και ηλεκτρικά αεροπλάνα
Οι ιδιότητες της δομικής μπαταρίας σημαίνουν ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μια μεγάλη ποικιλία διαφορετικών καταστάσεων, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Αυτό περιλαμβάνει κινητά τηλέφωνα “λεπτά σαν πιστωτική κάρτα” ή φορητούς υπολογιστές με το μισό βάρος από αυτό που έχουν σήμερα, δήλωσε ο καθηγητής Leif Asp, επικεφαλής ερευνητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers. Αλλά, προσθέτει, η ομάδα έχει επίσης παρατηρήσει μεγάλο ενδιαφέρον από την αυτοκινητοβιομηχανία και την αεροδιαστημική βιομηχανία.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ηλεκτρική αεροπορία είναι η εξισορρόπηση της ενεργειακής πυκνότητας μιας πηγής ενέργειας από μπαταρία. Η ενέργεια της μπαταρίας είναι κατά μέσο όρο περισσότερο από 40 φορές βαρύτερη από το καύσιμο των αεροπλάνων. Αυτές οι μπαταρίες πρέπει επίσης να συσκευάζονται σε σχετικά μικρούς χώρους.
Μια ελαφριά δομική μπαταρία που μπορεί να παρέχει αρκετή ενέργεια θα μπορούσε να ενσωματωθεί στο αντικείμενο που τροφοδοτεί, επιλύοντας πολλά από αυτά τα ζητήματα. Αλλά οι επικριτές λένε ότι αυτό καθιστά απίστευτα δύσκολη την αντικατάσταση των μπαταριών αργότερα, καθώς είναι αναπόσπαστο μέρος της κατασκευής.
Η ομάδα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chalmers ισχυρίζεται ότι θα μπορούσε επίσης να μειώσει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
“Έχουμε κάνει υπολογισμούς σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα που δείχνουν ότι θα μπορούσαν να κινούνται έως και 70% περισσότερο από ό,τι σήμερα, αν είχαν ανταγωνιστικές δομικές μπαταρίες”, λέει ο Asp.
“Θα μπορούσε επίσης να είναι δυνατόν εξαρτήματα όπως τα ηλεκτρονικά σε αυτοκίνητα ή αεροπλάνα να τροφοδοτούνται από δομικές μπαταρίες. Θα χρειαστούν μεγάλες επενδύσεις για να καλυφθούν οι απαιτητικές ενεργειακές ανάγκες της βιομηχανίας μεταφορών, αλλά αυτό είναι και το σημείο όπου η τεχνολογία θα μπορούσε να κάνει τη μεγαλύτερη διαφορά”.
Η ομάδα έχει προωθήσει την τεχνολογία των δομικών μπαταριών
Η ομάδα του Πανεπιστημίου Chalmers ερευνά τη δυνατότητα δομικών μπαταριών εδώ και αρκετά χρόνια. Όταν ο Asp και οι συνάδελφοί του μοιράστηκαν το πρώτο κομμάτι της έρευνάς τους το 2018, προσέλκυσε μεγάλη προσοχή.
Έκαναν την πρώτη τους σημαντική ανακάλυψη το 2021 με μια μπαταρία που είχε ενεργειακή πυκνότητα 24 βατώρες ανά κιλό – περίπου το 20% της χωρητικότητας μιας συγκρίσιμης μπαταρίας ιόντων λιθίου.
Η πιο πρόσφατη έκδοση φτάνει τις 30 βατώρες ανά κιλό και, αν και αυτό δεν φτάνει ακριβώς τα ίδια πρότυπα με τις περισσότερες μπαταρίες, υπάρχουν κάποια πλεονεκτήματα.
“Όσον αφορά στις πολυλειτουργικές ιδιότητες, η νέα μπαταρία είναι δύο φορές καλύτερη από την προηγούμενη – και στην πραγματικότητα η καλύτερη που έχει κατασκευαστεί ποτέ στον κόσμο”, υποστηρίζει ο Asp.
“Καταφέραμε να δημιουργήσουμε μια μπαταρία από σύνθετο υλικό ινών άνθρακα που είναι τόσο άκαμπτη όσο το αλουμίνιο και αρκετά ενεργειακά πυκνή ώστε να χρησιμοποιηθεί εμπορικά”, λέει η επιστήμονας του Chalmers Richa Chaudhary, μία από τους συγγραφείς της εργασίας που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Advanced Materials.
“Ακριβώς όπως ένας ανθρώπινος σκελετός, η μπαταρία έχει πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα”.
Κινητά τηλέφωνα «λεπτά σαν πιστωτική κάρτα» και ηλεκτρικά αεροπλάνα
Οι ιδιότητες της δομικής μπαταρίας σημαίνουν ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μια μεγάλη ποικιλία διαφορετικών καταστάσεων, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Αυτό περιλαμβάνει κινητά τηλέφωνα “λεπτά σαν πιστωτική κάρτα” ή φορητούς υπολογιστές με το μισό βάρος από αυτό που έχουν σήμερα, δήλωσε ο καθηγητής Leif Asp, επικεφαλής ερευνητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers. Αλλά, προσθέτει, η ομάδα έχει επίσης παρατηρήσει μεγάλο ενδιαφέρον από την αυτοκινητοβιομηχανία και την αεροδιαστημική βιομηχανία.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ηλεκτρική αεροπορία είναι η εξισορρόπηση της ενεργειακής πυκνότητας μιας πηγής ενέργειας από μπαταρία. Η ενέργεια της μπαταρίας είναι κατά μέσο όρο περισσότερο από 40 φορές βαρύτερη από το καύσιμο των αεροπλάνων. Αυτές οι μπαταρίες πρέπει επίσης να συσκευάζονται σε σχετικά μικρούς χώρους.
Μια ελαφριά δομική μπαταρία που μπορεί να παρέχει αρκετή ενέργεια θα μπορούσε να ενσωματωθεί στο αντικείμενο που τροφοδοτεί, επιλύοντας πολλά από αυτά τα ζητήματα. Αλλά οι επικριτές λένε ότι αυτό καθιστά απίστευτα δύσκολη την αντικατάσταση των μπαταριών αργότερα, καθώς είναι αναπόσπαστο μέρος της κατασκευής.
Η ομάδα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chalmers ισχυρίζεται ότι θα μπορούσε επίσης να μειώσει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
“Έχουμε κάνει υπολογισμούς σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα που δείχνουν ότι θα μπορούσαν να κινούνται έως και 70% περισσότερο από ό,τι σήμερα, αν είχαν ανταγωνιστικές δομικές μπαταρίες”, λέει ο Asp.
“Θα μπορούσε επίσης να είναι δυνατόν εξαρτήματα όπως τα ηλεκτρονικά σε αυτοκίνητα ή αεροπλάνα να τροφοδοτούνται από δομικές μπαταρίες. Θα χρειαστούν μεγάλες επενδύσεις για να καλυφθούν οι απαιτητικές ενεργειακές ανάγκες της βιομηχανίας μεταφορών, αλλά αυτό είναι και το σημείο όπου η τεχνολογία θα μπορούσε να κάνει τη μεγαλύτερη διαφορά”.
Η ομάδα έχει προωθήσει την τεχνολογία των δομικών μπαταριών
Η ομάδα του Πανεπιστημίου Chalmers ερευνά τη δυνατότητα δομικών μπαταριών εδώ και αρκετά χρόνια. Όταν ο Asp και οι συνάδελφοί του μοιράστηκαν το πρώτο κομμάτι της έρευνάς τους το 2018, προσέλκυσε μεγάλη προσοχή.
Έκαναν την πρώτη τους σημαντική ανακάλυψη το 2021 με μια μπαταρία που είχε ενεργειακή πυκνότητα 24 βατώρες ανά κιλό – περίπου το 20% της χωρητικότητας μιας συγκρίσιμης μπαταρίας ιόντων λιθίου.
Η πιο πρόσφατη έκδοση φτάνει τις 30 βατώρες ανά κιλό και, αν και αυτό δεν φτάνει ακριβώς τα ίδια πρότυπα με τις περισσότερες μπαταρίες, υπάρχουν κάποια πλεονεκτήματα.
“Όσον αφορά στις πολυλειτουργικές ιδιότητες, η νέα μπαταρία είναι δύο φορές καλύτερη από την προηγούμενη – και στην πραγματικότητα η καλύτερη που έχει κατασκευαστεί ποτέ στον κόσμο”, υποστηρίζει ο Asp.
-------------------------
To Almopia24.gr θεωρεί δικαίωμα του κάθε αναγνώστη να εκφράζει ελεύθερα τις απόψεις του. Ωστόσο, τονίζουμε ρητά ότι αυτό δε σημαίνει ότι υιοθετούμε τις απόψεις αυτές, καθώς αυτές εκφράζουν τον εκάστοτε χρήστη, σχολιαστή ή αρθρογράφο.
