Хоть электромобили и признаются перспективным направлением в развитии машин, пока что часть важных проблем остаются неразрешёнными. На текущий момент увеличение степени автономности без многократного удорожания просто невозможна, и это сильно мешает массовому распространению автомобилей на электрической тяге. Возможно, всё изменится благодаря новым идеям относительно принципов накопления и хранения энергии.

Структурные батареи

Современные литий-ионные, литий-металлические, твердотельные и батареи других типов могут накапливать огромное количество энергии. Для достижения нужных показателей они соединяются в аккумуляторные блоки. Правда, запасов энергии всё равно оказывается мало из-за существенных ограничений в объёме и весе. Конструкторы перебрали массу решений этой проблемы и некоторые из них показались очень перспективными. Так и родилось совершенно новое направление исследований – структурные аккумуляторы. Как показали проведённые многочисленные опыты, аккумуляторы можно обеспечить прочным каркасом и корпусом, за счёт чего их можно встраивать в конструкцию автомобиля, заменяя ими элементы несущих конструкций, перегородки и прочие компоненты, уменьшая таким образом общий вес.

Некоторые инженеры решили пойти радикальными путём, и в их числе – сотрудники Университета Центральной Флориды. По их мнению, для достижения наибольшей пользы и эффективности можно полностью переделать кузов, превратив его в одну сплошную батарею. Ещё в 2013 году специалисты Volvo показали собственную разработку, кузовные панели, которые могут накапливать заряд. Чтобы сделать эту идею по-настоящему практичной, исследователям пришлось решить много технических проблем, обеспечив наряду с приличной ёмкостью высокую прочность и отказоустойчивость.

Кузов как аккумулятор

Как результат долгих исследований, специалисты из Университета Центральной Флориды представили образец кузовных панелей, способных выполнять роль аккумуляторной батареи. Совместно с НАСА они работают над созданием нового материала, способного накапливать заряд и одновременно с этим выполнять защитную функцию. По их мнению, он сможет выдержать даже автомобильную аварию. Основой материала послужило углеродное волокно, из которого сделали положительно и отрицательно заряженные листы. Их сложили вместе, использовав графен в качестве прослойки между ними, чтобы повысить способность к накоплению заряда, а электроды покрыли оксидами металлов.

Полученное устройство фактически является гибридом суперконденсатора и аккумулятора. В готовом виде «батарейные» кузовные панели оказались легче алюминия и такими же прочными, как сталь. Они обладают несколькими важными качествами, идеальными для электромобилей. По мнению исследователей, с их помощью можно увеличить радиус действия электромобилей на целых 25%. Поскольку в современных электромобилях вес аккумуляторной батареи может достигать 40% от общего веса, то наращивание ёмкости батарей без дополнительного утяжеления будет большим плюсом. К тому же, накопленную энергию можно будет высвобождать с большой скоростью, быстро разгоняя машину. Восстанавливать заряд аккумулятор сможет гораздо быстрее литий-ионного, а срок службы будет в 10 раз большим.

По словам разработчиков, созданную ими технологию можно будет применять не только в электромобилях. К примеру, композит, способный накапливать заряд, хорошо подойдёт для создания корпусов спутников. Лёгкий и прочный корпус заменит собой аккумулятор, снизив таким образом вес спутника.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!