Technologia akumulatorowa mocno idzie do przodu. I to nie tylko ta, dotycząca akumulatorów samochodowych, ale i dwóch kółek. Tutaj też naukowcy mają wiele do powiedzenia. Oto bowiem wynaleźli baterie strukturalne.

O tym jak świat mocno pędzi najlepiej świadczy koszt wytworzenia akumulatora w przeliczeniu na 1 kWh energii. Podczas gdy w 2010 roku było to 1000 euro, obecnie cena spadła do 120 euro. Przypuszcza się, że w 2025 roku dobije do 60 euro za 1 kWh.

W rozwoju baterii udział biorą nie tylko firmy samochodowe, ale i elektroniczne oraz uczelnie. Wiele z nich łączy swoje siły we wspólne zespoły badawcze, aby jeszcze przyspieszyć czas niezbędny do osiągnięcia założonego celu. Tak się stało także w przypadku baterii strukturalnych.

W ich opracowywaniu biorą udział dwa największe szwedzkie uniwersytety techniczne: Uniwersytet Technologiczny z Chamlers oraz Królewski Instytut Technologiczny KTH. Razem stworzyły one ultralekką baterię strukturalną, która łączy w sobie elektrodę ujemną wykonaną z włókna węglowego, elektrodę dodatnią z folii aluminiowej pokrytej fosforanem żelaza litu oraz warstwę włókna szklanego w matrycy elektrolitu, oddzielającą obie elektrody.

Jak można podejrzewać, gęstość energii podobnej baterii nie jest tak wysoka, jak w istniejących akumulatorach aut elektrycznych. Według zespołu badawczego ich dzieło ma gęstość 24 Wh/1 kg, co stanowi 20% pojemności obecnie stosowanych baterii litowo-jonowych.

Potencjalne zastosowanie baterii strukturalnych.

Ale ważniejsze od tego wydaje się co innego. To niewielka masa takiej baterii, co oznacza, że może być wykorzystana nawet jako część elementu konstrukcyjnego w lżejszych pojazdach, takich jak rowery czy skutery. Oczywiście, zanim to nastąpi, konstruktorów czeka intensywna praca w celu poprawy gęstości. Nowa technologia wydaje się jednak intrygująca.

Jeśli chodzi o praktyczność strukturalnych baterii i gęstość energii, niekoniecznie muszą one być jedynymi akumulatorami używanymi w większych jednostkach, takich jak rowery elektryczne, samochody, a nawet samoloty. Zamiast tego, mogłyby być potencjalnie wykorzystywane w połączeniu z dodatkowymi, gęstszymi energetycznie bateriami.

A to pomogłoby znaleźć równowagę pomiędzy pojemnością i zasięgiem pojazdu zaopatrzonego w takie baterie. Akumulatory strukturalne mogłyby nadal oszczędzać masę, a także oferować dodatkowe miejsce do magazynowania energii, które wcześniej nie było dostępne.

Dzięki bateriom strukturalnym, skutery elektryczne będą mogły stać się lżejsze.

Innym, potencjalnie większym problemem związanym z akumulatorami strukturalnymi jest to, co się stanie, gdy osiągną one kres swojej żywotności. Jeśli bateria stanowi również większość konstrukcji skutera elektrycznego lub innego pojazdu, oznacza to, że będzie wiązało się to z koniecznością wymienienia całej konstrukcji.

Firma Zero i inni producenci pojazdów elektrycznych pracują obecnie nad programami recyklingu i regeneracji istniejących, niestrukturalnych akumulatorów. Programy takie będą musiały się rozwinąć, jeśli akumulatory strukturalne mają kiedykolwiek stać się praktycznym rozwiązaniem.

W końcu jednym z powodów, dla których ludzie zaczęli się interesować rozwojem pojazdów elektrycznych jest troska o środowisko naturalne. Jeśli pojazdy staną się przestarzałe i nie będą nadawać się do użytku po kilku latach, to będzie to stanowić poważne potencjalne źródło odpadów. Jeśli producenci elektryków (być może z pomocą rządowych zachęt podatkowych) opracują programy skupu, w ramach których stare, przestarzałe pojazdy będą poddawane recyklingowi, a ich nabywcy otrzymają kredyt na zakup nowych, problem ten może zostać rozwiązany.

Z pomocą Szwedzkiej Narodowej Agencji Kosmicznej, zespół rozpoczyna nowy, 2-letni projekt, w którym wykorzysta jeszcze więcej włókna węglowego, aby zwiększyć zarówno sztywność, jak i gęstość energii w kolejnej fazie rozwoju baterii strukturalnych.

Jakie będą efekty ich pracy? Mamy nadzieję, że za kilka lat usłyszymy dobre wieści.