Невесомость на земле
В Чалмерском технологическом университете (Гётеборг, Швеция) создана «невесомая» структурная аккумуляторная батарея. Вес она теряет не сама по себе, а при сборке автомобиля или какого-либо механизма, когда заменяет элементы несущей конструкции, так что их масса зачитывается.
Идея структурной батареи появилась ещё в 2007 году, однако создать вариант одновременно с хорошими электрическими и механическими свойствами оказалось непросто. Учёным из Чалмерса вместе с коллегами из Королевского технологического института (Стокгольм) удалось на порядок улучшить характеристики предыдущих опытных образцов.
Полученные в лаборатории плоские батареи обеспечивают удельную энергию 24 Вт·ч/кг - примерно в пять раз меньшую, чем у современных ионолитиевых аккумуляторов. В случае электромобиля это не так критично, поскольку с увеличением массы батарей не придётся пропорционально наращивать массу шасси. Имея продольную упругость (модуль Юнга) 25 ГПа, свежесозданные накопители энергии могут соревноваться со многими широко применяемыми конструкционными материалами.
«Раньше все попытки создать структурные батареи давали устройства с хорошими механическими либо электрическими характеристиками. Мы же с помощью углеродного волокна смогли получить образцы с конкурентоспособными ёмкостью и жёсткостью», - объясняет руководитель исследовательского проекта профессор Чалмерского технологического университета Лейф Асп. Отрицательный электрод изготовлен из углеродных волокон, а положительный - из алюминиевой фольги, покрытой железофосфатом лития. В качестве мембраны использована ткань из стекловолокна.
Проект не завершён: исследователи надеются ещё улучшить характеристики батареи. Один из способов усовершенствовать её - применить более тонкую мембрану, которая позволит ускорить заряд аккумулятора. По оценкам исследователей, удельную ёмкость можно будет довести до 75 Вт·ч/кг, а продольную упругость - до 75 ГПа. Вполне возможно, что электромобили, электросамолёты и спутники впоследствии будут изготавливаться с применением подобных структурных батарей.
