Углеродное волокно как аккумулятор возможно в скором будущем

Мнение высказано учеными из Швеции, изучающими возможности этого материала. Если углеродное волокно как аккумулятор будет работать, это станет настоящим технологическим прорывом.

Углеродное волокно как аккумулятор может реализовывать свои возможности в составе кузова электромобиля

Углеродное волокно как аккумулятор может реализовывать свои возможности в составе кузова электромобиля

Один из старейших и лучших исследовательских центров Европы университет Chalmers University of Technology в шведском Гётеборге стал местом постижения скрытых возможностей современного материала – углеродного волокна.

Углеродное волокно как аккумулятор

Представить электромобиль без источника питания в виде литий-ионной, или какой-либо другой батареи, как отдельной составляющей транспортного средства, пока просто невозможно. Это суждение опровергают специалисты из Швеции.

Как это может работать

По мнению исследователей, кузов электромобиля, выполненный из углеродного волокна, станет своего рода емкостью для накопления и хранения электрической энергии. Теоретическая возможность обосновывается физико-химическим свойствам этого передового материала.

Для того чтобы прийти к такому выводу, пришлось выполнить испытательные тесты с большим количеством его образцов. Было установлено, что тем его видам, которые состоят из слабо ориентированных и мелких по размеру кристаллов, присуща отличная электрохимическая активность.

Схема, поясняющая работу углеродного волокна как накопителя электрической энергии

Схема, поясняющая работу углеродного волокна как накопителя электрической энергии

Это и привело к заключению, что волокна именно с такой структурой могут реализовывать принцип работы литий-ионной батареи, когда волокна выступят в качестве электродов источника питания. Одновременно проявились и абсолютно противоположные свойства волокна со строго ориентированными кристаллами. Такой жесткий материал не способен проявить себя подобным же образом.

Шведские ученые-материаловеды утверждают, что два этих вида углеродного волокна с одинаковым успехом могут использоваться для построения кузовов, как автомобилей, так и других конструкций, где это оправдано с точки зрения экономической целесообразности.

И если жесткое волокно превышает прочность стали в два раза, то другой его вид, обладающий свойствами аккумуляторной батареи, также не уступает, а даже немного превышает возможности стали по прочностным характеристикам. Поэтому, использовать углеродное волокно как аккумулятор вполне приемлемо и необходимо для достижения других положительных эффектов.

Читайте также: Гиперкар Arcanum и углеродное волокно в его конструкции

Проблемы

Они пока кроются в еще недостаточной изученности свойств углеволокна и, главное, в несовершенстве технологии его использования в качестве аккумулятора электричества. К тому же материал на сегодня имеет очень высокую стоимость и его применение в значительном количестве сделает электромобиль непомерно дорогим.

Уже сегодня отдельные элементы конструкции электромобилей делаются из этого материала

Уже сегодня отдельные элементы конструкции электромобилей делаются из этого материала

Значит, внедрение углеродного волокна в таком качестве, скорее всего, станет ограниченным. Но тогда принесет ли это ожидаемый эффект, или пока еще литий-ионная батарея окажется в приоритете? И если в болидах, где стоимость этого материала не так уже критична ради достижения высоких итоговых показателей заездов, оно находит все большее применение, то в электромобилях для широких слоев населения, это будет серьезной проблемой.

Перспективы

Преимущества углеродного волокна перед другими современными материалами неоспоримы. Будучи очень прочным и легким, оно позволит, во-первых, значительно снизить вес электромобиля за счет уменьшения веса кузова и отдельных конструкций, сделанных из него. Во-вторых, отпадет необходимость в аккумуляторной батарее, как источнике питания силовой установки и остальных энергопотребляющих систем. В третьих, количество накопленного электричества будет значительно превосходить емкость батареи, что увеличит дальность хода машины.

Спорткар, корпус которого сделан из углеродного волокна

Спорткар, корпус которого сделан из углеродного волокна

Сегодня прогнозируется, что общая масса электромобиля за счет использования в дальнейшем всех свойств углеродного волокна, может быть снижена примерно наполовину. Уверенность в этом придают те факты, которые уже сейчас демонстрируют возможности этого передового материала.

Так, многие современные гоночные болиды уже сегодня имеют корпуса и отдельные детали, выполненные из углеродного волокна, что дает возможность получить преимущество им перед соперниками в прочности и снижении веса автомобиля. Соответственно, возникают приоритеты в скорости и динамике разгона.

Читайте также: Гиперкар Paninfarina PF0

Мало того, этот материал может использоваться не только в автомобилестроении. Например, авиационные лайнеры, имеющие огромный вес, нуждаются в прогрессивном обновлении конструкции корпуса. Это если масса такого гиганта будет уменьшена, то потребуется и меньше топлива для совершения перелетов.

В итоге можно сказать, что идея использовать углеродное волокно как аккумулятор сегодня, безусловно, прекрасна и экономически смотрится очень даже привлекательно. Остается подождать, и надеемся недолго, чтобы технологическая составляющая его применения стала достаточно совершенной, а стоимость приблизилась в доступной величине.

 

Автор: Сергей Морозов

Внимание! Эта статья защищена законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA). Запрещено любое копирование без моего разрешения.