15 سپتامبر 2024-تصویر هنرمند از وسیله نقلیه که تا حدی با باتری های ساخته شده از کامپوزیت فیبر کربنی سفت به عنوان آلومینیوم ساخته شده است – دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد / هنریک ساندسو / SWNS
به لطف نوآوری پیشگامانه دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد، خودروها و هواپیماها به زودی از قوی ترین باتری های جهان ساخته می شوند.
محققان پیشرفت به‌اصطلاح ذخیره‌سازی انرژی بدون جرم و یک باتری ساختاری که می‌تواند وزن یک لپ‌تاپ را تا ۵۰ درصد کاهش دهد، تلفن‌های همراه را به نازکی یک کارت اعتباری و یا برد رانندگی خودروهای الکتریکی را تا 70 درصد با یک بار شارژ افزایش دهد، شرح دادند.
باتری های ساختاری موادی هستند که علاوه بر ذخیره انرژی، می توانند بار را حمل کنند. الیاف کربن سفت و قوی می توانند انرژی الکتریکی را به صورت شیمیایی ذخیره کنند و به این ترتیب، مواد باتری می توانند بخشی از مواد ساخت و ساز واقعی یک محصول شوند.و هنگامی که اتومبیل‌ها، هواپیماها، کشتی‌ها یا رایانه‌ها از موادی ساخته می‌شوند که هم به‌عنوان باتری و هم به‌عنوان یک ساختار باربر عمل می‌کنند، وزن و مصرف انرژی به‌شدت کاهش می‌یابد.
Richa Chaudhary، محقق چالمرز، اولین نویسنده مقاله‌ای که اخیراً در Advanced Materials منتشر شده است، می‌گوید: «ما موفق شده‌ایم باتری ساخته شده از کامپوزیت فیبر کربنی بسازیم که به سختی آلومینیوم و چگالی انرژی کافی برای استفاده تجاری باشد. درست مانند اسکلت انسان، باتری چندین عملکرد را به طور همزمان انجام می دهد.
وقتی صحبت از وسایل نقلیه به میان می‌آید، طراحی آن به اندازه کافی قوی برای برآوردن الزامات ایمنی است. در آنجا، سلول باتری ساختاری تیم تحقیقاتی به طور قابل توجهی سفتی خود را افزایش داده است، یا به طور خاص، مدول الاستیک را که بر حسب گیگا پاسکال (GPa) اندازه گیری می شود، از 25 به 70 اما با وزن کمتر افزایش داده است.
لیف آسپ، سرپرست تحقیقات، استاد دپارتمان علوم صنعتی و مواد در چالمرز، گفت: «از نظر ویژگی‌های چند منظوره، باتری جدید دو برابر باتری قبلی خود و در واقع بهترین باتری ساخته شده در جهان است.
اگر بخواهیم در مصرف انرژی صرفه جویی کنیم و به نسل های آینده فکر کنیم، سرمایه گذاری در وسایل نقلیه سبک و کم مصرف امری مسلم است. ما محاسباتی را روی خودروهای الکتریکی انجام داده‌ایم که نشان می‌دهد اگر باتری‌های ساختاری رقابتی داشته باشند، می‌توانند تا 70 درصد بیشتر از امروز رانندگی کنند.
این تیم گفت که هدف همیشه دستیابی به عملکردی است که امکان تجاری‌سازی این فناوری را فراهم کند. پیوند به بازار از طریق شرکت تازه تاسیس Chalmers Venture به نام Sinonus ایجاد شده است. و، آنها “علاقه زیادی از صنایع خودروسازی و هوافضا” دریافت کرده اند.
با این حال، هنوز کارهای مهندسی زیادی باید انجام شود تا سلول‌های باتری از تولید آزمایشگاهی در مقیاس کوچک به تولید در مقیاس بزرگ برای وسایل نقلیه ما گام بردارند.
پروفسور Asp می‌گوید: «برای برآوردن نیازهای چالش‌برانگیز صنعت حمل‌ونقل به انرژی نیاز به سرمایه‌گذاری‌های بزرگ دارد، اما این همان جایی است که این فناوری می‌تواند بیشترین تفاوت را ایجاد کند.
