Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© Chalmers Elektronikproduktion | 18 oktober 2018

Chalmersforskare kan lagra energi direkt i kolfiber

Genom att lagra energi i kolfiber kan fordon bli mycket lÀttare, och körstrÀckan per batteriladdning skulle kunna bli lÀngre.
En studie ledd av Chalmers visar att det gÄr att lagra energi direkt i kolfiber som batterielektroder, vilket öppnar möjligheter för sÄ kallade strukturella batterier dÀr kolfibern blir en del av energisystemet.

– En kaross skulle dĂ„ inte bara vara ett bĂ€rande element utan ocksĂ„ fungera som batteri. Kolfibern kommer Ă€ven att kunna anvĂ€ndas för andra Ă€ndamĂ„l sĂ„ som att ta tillvara pĂ„ rörelseenergi, till sensorer, och som ledare av bĂ„de energi och data. Om alla dessa funktioner var delar i en bilkaross eller ett flygplansskrov sĂ„ skulle det kunna minska vikten med upp till 50 procent, sĂ€ger Leif Asp, professor i material- och berĂ€kningsmatematik pĂ„ Chalmers, i ett pressmeddelande.

Han har lett en tvÀrvetenskaplig grupp av forskare som nyligen publicerade en studie om hur kolfibrers mikrostruktur pÄverkar deras elektrokemiska egenskaper.

Forskarna har studerat mikrostrukturen hos olika typer av kommersiellt tillgÀngliga kolfibrer. De har upptÀckt att kolfiber med smÄ och svagt orienterade kristaller har goda elektrokemiska egenskaper men lÀgre styvhet relativt sett. JÀmför man detta med kolfiber som har stora och orienterade kristaller sÄ Àr styvheten visserligen högre, men de elektrokemiska egenskaperna Àr för lÄga för att kunna anvÀndas i strukturella batterier.

– Nu vet vi hur multifunktionella kolfibrer ska tillverkas för att uppnĂ„ hög energilagringsförmĂ„ga och samtidigt tillrĂ€ckligt hög styvhet. Att gĂ„ ner lite i styvhet Ă€r inga problem för mĂ„nga tillĂ€mpningar, sĂ„som bilar och cyklar. Marknaden domineras i dag av dyra kolfiberkompositer med en styvhet som Ă€r anpassad för flygplan. HĂ€r finns det alltsĂ„ möjlighet för kolfibertillverkarna att utöka sitt sortiment, sĂ€ger Leif Asp.

I studien hade kolfibertyperna med goda elektrokemiska egenskaper nÄgot högre styvhet Àn stÄl, medan den typ som hade för dÄliga elektrokemiska egenskaper Àr drygt dubbelt sÄ styv som stÄl.

Forskarna samarbetar med bÄde bil- och flygindustri, och Leif Asp sÀger att det för flygindustrins del kan vara aktuellt att öka kolfiberkompositernas tjocklek för att kompensera för minskad styvhet hos strukturella batterier. Det skulle i sin tur ocksÄ öka kapaciteten för energilagring.

– Nyckeln Ă€r att optimera fordonen pĂ„ systemnivĂ„ – utifrĂ„n bĂ„de vikt, hĂ„llfasthet, styvhet och elektrokemiska egenskaper. Det Ă€r lite av ett nytt sĂ€tt att tĂ€nka för fordonsbranschen, dĂ€r man Ă€r mer van vid att optimera enskilda delar. Strukturella batterier kan kanske inte bli lika effektiva i sig som traditionella batterier, men eftersom de har en strukturell lastbĂ€rande förmĂ„ga sĂ„ kan man göra mycket stora vinster pĂ„ systemnivĂ„.

– Den lĂ€gre energitĂ€theten hos strukturella batterier skulle dessutom troligtvis göra dem sĂ€krare Ă€n vanliga batterier, sĂ€rskilt i kombination med att de inte skulle innehĂ„lla nĂ„gra flyktiga Ă€mnen.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2018-11-21 11:24 V11.9.8-1