Учёные из Технологического университета Чалмерса сделали новый шаг в развитии аккумуляторных технологий, представив структурные батареи, которые одновременно служат корпусом изделия и источником энергии. На Всемирном экономическом форуме исследователи продемонстрировали последние данные, подтверждающие, что технология достигла уровня производительности, позволяющего использовать эти батареи в промышленных приложениях, передает inbusiness.kz со ссылкой на New-Science.ru.
Структурные аккумуляторы спроектированы таким образом, чтобы выдерживать механические нагрузки, параллельно аккумулируя электроэнергию.
"Эта двойная функциональность позволяет батарее фактически стать каркасом или корпусом изделия, исключая необходимость в отдельном тяжелом аккумуляторном блоке", — пояснили руководители исследовательской группы профессор Лейф Асп и доцент Йоханна Сюй.
Новейшая версия материала демонстрирует многофункциональные свойства, близкие к энергетической плотности традиционных литий-ионных аккумуляторов и механической жесткости металлов, таких как алюминий и титан. Архитектура основана на композите, использующем углеродное волокно, как для положительного, так и для отрицательного электродов. Естественная электропроводность углеродного волокна устраняет необходимость в тяжёлых токосъёмниках из меди или алюминия, снижая общий вес системы.
В отличие от обычных батарей с жидким электролитом, в структурной батарее используется полутвёрдый электролит. Он обеспечивает эффективный перенос ионов лития между полюсами и повышает безопасность, снижая риск теплового разгона и возгорания.
Исследователи отмечают, что дальнейшая работа необходима для увеличения мощности под высокие промышленные требования, однако текущие результаты уже свидетельствуют о готовности технологии к масштабным инвестициям. Снижение веса имеет важное значение для различных отраслей. В потребительской электронике это может привести к созданию ноутбуков вдвое легче современных моделей или к более тонким мобильным телефонам.
На транспорте структурные батареи могут применяться в производстве дронов, ручных инструментов, а в долгосрочной перспективе — в автомобилях и аэрокосмических аппаратах, интегрируясь в шасси транспортных средств или фюзеляжи самолётов для повышения энергоэффективности. По словам профессора Аспа, электромобили с такими батареями могли бы проезжать на 70 процентов больше на одном заряде.
При этом разработка норм и стандартов безопасности станет обязательным шагом для широкого внедрения технологии. Ожидается, что структурные аккумуляторные композиты принесут значительные экологические и экономические выгоды, сокращая расход материалов и улучшая запас хода и эффективность электрифицированных транспортных систем.
Эта разработка открывает путь к новому поколению лёгких, безопасных и многофункциональных аккумуляторов, способных изменить подход к проектированию электроники, транспорта и промышленных конструкций.
Читайте по теме:
Олжас Бектенов проверил развитие научной базы атомной области в Алматы
