Strukturální baterie chce zlepšit dojezd EV, je to s uhlíkovými vlákny a 30 Wh/kg možné?

Řešení ukládání elektrické energie pro elektrickou dopravu (ale nejen pro ni, to platí i pro elektroniku) je mnoho. Vědci z Chalmers University of Technology ve Švédsku vidí jedno z řešení ve strukturálních bateriích. Tím se rozumí, že energii je možné ukládat i do prvků, které jsou strukturou produktu. V případě notebooků to může být např. jeho obal (víko, spodní kryt), v případě aut díly karoserie. Myšlenkou je, že tyto strukturální prvky jsou v produktu tak či tak, využitím pro ukládání energie se ale umožní mít dvojí funkci a ve výsledku pojmout více energie než samotný akumulátor, a případně ještě navíc i snížit hmotnost (mohou být lehčí než dnes používané materiály). Zní to sice hezky, ale mnohá prohlášení vědců bohužel vypadají být až příliš optimistická. Notebook by dle nich mohl být o polovinu lehčí a EV mít až o 70 % delší dojezd.

 

Akumulátor využívá uhlíková vlákna, která mají zajistit pevnost hliníku a současně i dostatečně vysokou energetickou hustotu pro komerční použití. Uhlíková vlákna v anodě by měla úlohu aktivního materiálu, kolektoru i zpevňující úkol. V katodě by tomu bylo podobně, šlo by o zpevňující úlohu, kolektor a místo pro ukládání lithiových iontů. Tím, že by v obou případech přebrala úlohu kolektoru, snížily by se požadavky na hliník a měď.

 

V případě první generace akumulátorů šlo o energetickou hustotu 24 Wh/kg, dnes je to 30 Wh/kg. Zde připomeňme, že dnešní akumulátory se pohybují obvykle mezi cca 150-350 Wh/kg, takže tu mluvíme o řádově nižším čísle. Pokud by ale karoserie vozu byla z tohoto materiálu, mohla by být o něco lehčí, čím by se vyřešil i jeden z tradičních problémů elektromobilů, vysoká hmotnost. Takže bychom tu měli snížení hmotnosti (díky lehčí karoserii), více uložené energie (ta by byla nejen v akumulátoru, ale i v karoserii), případně by mohlo dojít k dalšímu odlehčení vozu (o energii, kterou by se povedlo uložit do karoserie, by se snížila velikost akumulátoru). Kde se ale bere o 70 % delší dojezd vozu, to není moc jasné.

 

Uvažujme. Hliníková karoserie standardního vozu může vážit okolo 200 kg a jestli má tato karbonová mít ještě nižší hmotnost, muselo by to být pod 200 kg. Teoreticky řekněme třeba 150 kg. Při hustotě 30 Wh/kg nám to dělá pouhých 4,5 kWh, které by šlo uložit do karoserie, což není ani desetina toho, co je v běžné baterii. Aby to mohlo být oněch 70 %, musela by hustota mířit přes 200 Wh/kg (a musela by se k tomu využít veškerá hmotnost karoserie, což asi není reálné).

 

To ale není vše. Dobře také víme, že problémem jakéhokoli uchovávání energie je bezpečnost, což platí i pro akumulátory. Co by se stalo při nehodě, kdy by došlo k poškození baterie uchovávající elektrickou energii? Jsou sice i baterie, které přežijí i vícenásobné propíchnutí hřebíkem bez nějakého výbuchu nebo požáru, rozhodně je to ale námětem k zamyšlení a obavám. Otázkou je využití v letectví, kde k strukturálnímu poškození obvykle nedochází a kde se každý hodí každé ušetření hmotnosti. Každopádně tak či onak, teoretické vyhlídky těchto akumulátorů se zdají být zatím jako z říše snů, což podtrhuje i absence zamyšlení se nad některými dalšími aspekty reálného použití.

 

Zdroj: eukalert.com