První pokus o výrobu strukturální baterie proběhl již v roce 2007, ale až nyní se vědcům podařilo vyrobit baterii s dobrými elektrickými i mechanickými vlastnostmi
Shutterstock.com
Tech
Na prahu revoluce: strukturální baterie mohou změnit způsob, jakým auta poháníme a designujeme
Baterie tvoří v dnešních elektromobilech jednu z nejtěžších a nejobjemnějších částí vozidla. Švédští vědci ale pracují na revolučním řešení – tzv. strukturálních bateriích, které jsou zabudované přímo do konstrukce a výrazně tak snižují celkovou hmotnost. Pokud uspějí, může to zásadně proměnit návrh nejen elektromobilů.
Redaktor junior
Klasické baterie v elektromobilech zabírají mnoho místa a přidávají vozu značnou hmotnost, aniž by přitom plnily jakoukoli konstrukční funkci.
Švédští výzkumníci přicházejí s novým řešením: strukturální baterií, která se stává součástí karoserie nebo jiných nosných prvků konstrukce. Výsledkem je tzv. „bezhmotné“ ukládání energie, kdy se hmotnost baterie efektivně rozloží skrze celou konstrukci vozidla.
Prototyp strukturální baterie, který vyvinuli vědci z Chalmers University of Technology ve spolupráci s KTH Royal Institute of Technology ve Stockholmu, je desetkrát výkonnější než všechny předchozí pokusy.
Klíčovým materiálem je uhlíkové vlákno, které funguje současně jako elektroda, vodič i konstrukční materiál. Díky této multifunkčnosti není nutné používat měděné nebo stříbrné vodiče, což dále snižuje hmotnost.
„Dřívější pokusy měly buď dobré elektrické, nebo mechanické vlastnosti. Nám se nyní podařilo obojí skloubit,“ popisuje vedoucí výzkumu profesor Leif Asp pro server Science Daily.
Podle vedoucího projektu mají strukturální baterie potenciál pro využití v chytrých telefonech, počítačích i elektrických kolech
Foto: Chalmers University of Technology
Prototyp zatím nedosahuje kapacity běžných lithium-iontových baterií – jeho energetická hustota činí 24 Wh/kg, což odpovídá zhruba 20 procentům toho, co zvládnou klasické články.
Jenže právě díky nižší hmotnosti celého vozidla se efektivita pohonu výrazně zvyšuje. Navíc vyšší bezpečnost a mechanická tuhost (25 GPa) dávají strukturálním bateriím velký potenciál pro reálné použití.
Výzkumníci už navíc pracují na další generaci článků, které by mohly dosahovat až trojnásobné kapacity – tedy až 75 Wh/kg – a pevnosti srovnatelné s hliníkem.
Strukturální baterie se ale netýkají jen elektromobilů. Do budoucna se počítá s jejich využitím také v letectví, kosmonautice nebo spotřební elektronice. „Ve skutečnosti nás omezuje jen naše představivost,“ říká Asp s tím, že o technologii už projevily zájem firmy z celé řady odvětví.
Elektromobilita – a s ní spojená potřeba akumulace energie – stále rostou, přičemž strukturální baterie by podle energetického webu Oilprice.com mohly do budoucna představovat zásadní doplněk ke klasickým akumulátorovým systémům.
Nejenže odlehčí konstrukci, ale zároveň mohou přispět ke stabilitě dodavatelských řetězců a snížení závislosti na kritických materiálech.
