Nejsilnější baterie na světě otevírá cestu k lehkým a energeticky úsporným vozidlům

Vědci z Chalmers University of Technology ve Švédsku přichází s novinkou v oblasti strukturálních baterií, které nejen skladují energii, ale zároveň slouží jako součást konstrukce zařízení. Tento průlom by mohl výrazně snížit hmotnost elektrických aut, mobilních telefonů, laptopů a dalších zařízení. Pojďme se podívat blíže, co tato technologie přináší.

• Strukturální baterie z uhlíkového kompozitu fungují jako zdroj energie i nosná konstrukce, což výrazně snižuje hmotnost a zvyšuje efektivitu zařízení.
• Elektromobily s touto technologií mohou dosáhnout až o 70 % delšího dojezdu díky nižší hmotnosti, zatímco mobilní telefony a laptopy mohou být výrazně lehčí a tenčí.
• Technologie je stále v laboratorní fázi, ale spinoff firma Sinonus AB se zaměřuje na její komercializaci pro spotřební elektroniku a automobilový průmysl.

Revoluce v bateriích: lehčí, odolnější a efektivnější

Strukturální baterie, na které pracují vědci z Chalmers, nabízejí zcela nový přístup k energetickým zdrojům. Základem je materiál z uhlíkového kompozitu, který dokáže plnit funkci baterie i nosné části konstrukce současně.

To znamená, že například v elektrickém autě by byla tato baterie zabudována přímo do šasi vozidla. Odpadá potřeba samostatného úložiště energie, což šetří místo a výrazně snižuje hmotnost celého systému.

Baterie dosahuje energetické hustoty 30 Wh/kg, což je sice méně než u běžných lithium-iontových baterií, ale právě díky tomu, že je součástí konstrukce, lze ušetřit energii potřebnou na pohon lehčího vozidla.

Například dojezd elektromobilů by se mohl zvýšit až o 70 %. „Investování do lehkých a energeticky efektivních vozidel je klíčové, pokud chceme šetřit energii pro budoucí generace,“ říká vedoucí výzkumu Leif Asp.

Jak funguje baterie inspirovaná lidskou kostrou?

Tato nová baterie funguje podobně jako lidská kostra. Nejenže poskytuje energii, ale zároveň poskytuje i pevnost potřebnou k tomu, aby udržela zařízení pohromadě.

Uhlíková vlákna slouží jako elektrody a zároveň jako nosný materiál. Tato vlákna, která působí jako sběrače proudu i aktivní materiál, přispívají ke snížení celkové hmotnosti. Není nutné používat klasické vodiče z hliníku nebo mědi, což opět snižuje hmotnost.

Důležitým krokem vpřed bylo nahrazení jádra kladné elektrody z hliníkové fólie uhlíkovými vlákny potaženými lithiem železo-fosfátem. Výsledkem je vyšší energetická hustota a zároveň zachování potřebné pevnosti pro mechanickou odolnost.

Co to znamená pro elektrická auta a elektroniku?

Význam této technologie je obrovský, především pro průmysl elektrických vozidel. Výzkumy ukazují, že elektromobily vybavené strukturálními bateriemi by mohly ujet až o 70 % delší vzdálenost na jedno nabití. To znamená menší závislost na nabíjecí infrastruktuře a delší dojezd, což ocení všichni řidiči elektrických aut.

Dalším odvětvím, které by mohlo z této technologie profitovat, je elektronika. Díky této baterii by mobilní telefony mohly být tenké jako kreditní karta a laptopy by vážily jen polovinu toho, co dnes.

Leif Asp uvádí: „Můžeme si představit, že nejdříve se objeví právě tenké telefony nebo lehké notebooky, zatímco pro průmysl dopravy bude potřeba větších investic, aby technologie splnila jejich náročné požadavky na energii.“

Ještě dlouhá cesta k masové výrobě

Přestože je tato technologie v pokročilé fázi vývoje, cesta k masové výrobě ještě není úplně připravena. Strukturální baterie se zatím vyrábějí pouze v laboratorních podmínkách a přechod na velkovýrobu představuje velkou inženýrskou výzvu. K vývoji baterie ale vznikla i spinoff firma Sinonus AB, která se zaměří na komercializaci této technologie. Je tedy otázkou času, kdy se tato revoluční baterie začne objevovat ve spotřební elektronice a automobilovém průmyslu.

Co čeká tuto technologii v budoucnu?

Vědci z Chalmers University of Technology věří, že vývoj půjde rychle dopředu. Strukturální baterie mají potenciál proměnit nejen automobilový průmysl, ale také letectví a další odvětví, která potřebují lehké a efektivní energetické zdroje. I přes dosavadní úspěchy ale výzkumníci vidí další prostor pro vylepšení.

„Potřebujeme zvýšit výkon baterie, abychom naplnili náročné požadavky průmyslu,“ říká Asp a dodává, že velkým přínosem bude také vyšší bezpečnost baterie díky použití polotuhého elektrolytu, který snižuje riziko vznícení.

Strukturální baterie tak představují nejen energetický zdroj budoucnosti, ale i naději na výrazné zlepšení výkonnosti a bezpečnosti moderních technologií.