Очекује се да ће структурне батерије од угљеничних влакана повећати домет вожње електричних возила за 70% у будућности.
Када се аутомобили, авиони, бродови или рачунари праве од материјала који функционише и као батерија и као носива конструкција, њихова тежина и потрошња енергије могу се значајно смањити. Према чланку објављеном 10. у последњем броју одНапредни материјали, истраживачки тим са Технолошког универзитета Цхалмерс у Шведској је постигао напредак у „безмасном складиштењу енергије“ развојем мултифункционалне структурне батерије од угљеничних влакана. Ова батерија може преполовити тежину лаптопа, учинити паметне телефоне танким као кредитне картице или повећати домет вожње електричних возила за 70% са једним пуњењем.
Истраживач са технолошког универзитета Цхалмерс Рика Цхаудхури изјавила је да је структурна батерија коју су развили направљена од композитних материјала од угљеничних влакана, који имају крутост упоредиву са алуминијумом и густину енергије довољну за комерцијалну примену. Структурна батерија је материјал који може и да складишти енергију и подноси оптерећења. Интегрисање материјала за батерије у стварну конструкцију производа значи да електрична возила, дронови, ручни алати, лаптопови и паметни телефони могу постићи мању тежину.
У 2018. години, тим је први пут показао да угљенична влакна, која имају високу крутост и тврдоћу, могу хемијски да складиште електричну енергију и да функционишу као електрода у литијум-јонским батеријама. Ово истраживање је привукло широку пажњу и препознато одПхисицс Ворлдкао један од десет најбољих продора те године.
Од тада, истраживачки тим је даље развио свој концепт, повећавајући крутост батерије и густину енергије. Године 2021. повећали су густину енергије на 24 ват-часа по килограму (Вх/кг), што је око 20% капацитета упоредивих литијум-јонских батерија. Сада су подигли густину енергије на 30 Вх/кг. Иако је ово још увек ниже од тренутно уобичајених батерија, утицај је знатно другачији. Када батерије постану део структуре и могу бити направљене од лаких материјала, укупна тежина возила може се знатно смањити. Као резултат тога, енергија потребна за електрична возила би се значајно смањила.
Истраживачи су извршили прорачуне на електричним возилима и открили да ако се опреми новом структурном батеријом, домет вожње може да се повећа до 70% у поређењу са тренутним нивоима. Крутост структуралних батеријских јединица је такође значајно побољшана, са модулом еластичности измереним у гигапаскалима (ГПа) са 25 на 70. То значи да материјал може да поднесе оптерећења попут алуминијума, али је лакши по тежини.
Истраживачи су навели да су из перспективе мултифункционалности, перформансе нове батерије двоструко веће од претходне генерације, што је чини најбољом батеријом на свету до сада. Међутим, пре него што ћелије батерија могу да пређу из мале лабораторијске производње у производњу великих размера и примену у технолошким производима или возилима, још увек треба да се уради значајна количина инжењерског посла.
