باتری جدید فیبر کربن بدون وزن می‌تواند وزن خودروها و هواپیماها را تا 50٪ کاهش دهد
Sinonus، یک برند نوپای دانشگاه فناوری چالمرز (CTU)، در تلاش است صنعت حمل‌ونقل را با ماده فیبر کربن انقلابی خود که قادر به ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی است، متحول کند.
محققان می‌گویند این نوآوری پتانسیل کاهش وزن خودروها و هواپیماها تا ۵۰٪ را دارد.
این ماده هم به‌عنوان یک جزء ساختاری و هم به‌عنوان یک باتری عمل می‌کند و نیازی به باتری‌های سنگین جداگانه ندارد.
«تلاش‌های قبلی برای ساخت باتری‌های ساختاری منجر به سلول‌هایی با خواص مکانیکی خوب یا خواص الکتریکی خوب شده بود. اما در اینجا، با استفاده از فیبر کربن، ما توانستیم یک باتری ساختاری با ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی رقابتی و سختی طراحی کنیم»، گفت لیف اسپ، استاد مکانیک مواد و محاسباتی در CTU.
این فناوری می‌تواند در توسعه وسایل نقلیه الکتریکی سبک‌تر و کارآمدتر با برد طولانی‌تر و هواپیماهای سبک‌تر با مصرف سوخت کمتر کمک کند.
بهینه‌سازی در سطح سیستم
مدیرعامل Sinonus، مارکوس زترستروم، اظهار داشت که آنها کامپوزیت فیبر کربن نوآورانه‌ای توسعه داده‌اند که به‌عنوان یک باتری دوگانه عمل می‌کند.
«با تعویض بخشی از ماده ساختاری در کاربردهای مختلف با کامپوزیت چندمنظوره ما، امکان افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی الکتریکی بدون افزایش وزن یا حجم وجود دارد»، وی توضیح داد.
«به‌طور متناوب، می‌تواند وزن و حجم سیستم را کاهش دهد در حالی که ظرفیت باتری را حفظ می‌کند (یا ترکیبی از هر دو).»
در حالی که تراکم انرژی این ماده هنوز در حال توسعه است، زترستروم به ESS News گفت که در حال حاضر بین ۲۵-۵۰٪ یک باتری لیتیوم-یونی معمولی است.
طبق گفته اسپ، در حالی که باتری‌های ساختاری ممکن است به همان سطح کارایی باتری‌های سنتی نرسند، قابلیت تحمل بار ساختاری آنها اجازه می‌دهد که دستاوردهای زیادی در سطح سیستم به دست آورند.
«کلید، بهینه‌سازی وسایل نقلیه در سطح سیستم است - بر اساس وزن، استحکام، سختی و خواص الکتروشیمیایی. این یک روش جدیدی برای تفکر در صنعت خودروسازی است که بیشتر به بهینه‌سازی اجزای منفرد عادت دارد»، اسپ گفت.
«علاوه بر این، تراکم انرژی پایین‌تر باتری‌های ساختاری آنها را نسبت به باتری‌های استاندارد ایمن‌تر می‌کند، به‌ویژه که آنها هیچ ماده فراری را نیز در بر نمی‌گیرند.»
سال‌ها تحقیقات و چندین کشف بزرگ
توسعه باتری‌های ساختاری در CTU نتیجه سال‌ها تحقیقات، شامل کشفیات قبلی در مورد برخی انواع فیبر کربن بوده است. در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۸ در CTU، محققان دریافتند که باتری‌های ساختاری مبتنی بر فیبر کربن می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی وزن خودروها و هواپیماها را کاهش دهند.
در سال ۲۰۲۱، آنها به یک دستاورد بزرگ دست یافتند با اعلام یک باتری ساختاری با ده برابر عملکرد بیشتر از نسخه‌های قبلی.
این باتری از فیبر کربن به‌عنوان الکترود، رسانا و ماده تحمل بار به‌طور همزمان استفاده می‌کرد، با تراکم انرژی ۲۴ وات ساعت به کیلوگرم، تقریباً ۲۰٪ ظرفیت نسبت به باتری‌های لیتیوم-یونی موجود در آن زمان.
Sinonus قبلاً قابلیت دوام این فناوری را با جایگزینی باتری‌های AAA در دستگاه‌های کم مصرف نشان داده است.
این شرکت اکنون بر گسترش مقیاس فناوری برای کاربردهای بزرگ‌تر، از جمله وسایل نقلیه الکتریکی و هواپیماها تمرکز دارد و به‌طور فعال با شرکای صنعتی همکاری می‌کند تا ادغام این ماده نوآورانه در طراحی‌هایشان را تسریع بخشد.
ترکیب کاهش وزن، افزایش کارایی انرژی و بهبود ایمنی این فناوری را به‌عنوان یک تغییر دهنده بازی با پتانسیل تغییر آینده حمل‌ونقل مطرح می‌کند.
