Nowe możliwości ładowania elektrycznych samochodów w warunkach niskich temperatur
Badania przeprowadzone przez zespół naukowców z Uniwersytetu Michigan mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki ładujemy elektryczne samochody w trudnych warunkach atmosferycznych. Niskie temperatury, które działają na niekorzyść chemii akumulatorów, spowalniają przepływ jonów pomiędzy elektrodami. Dzięki nowemu podejściu, które zwiększa prędkość ładowania aż o 500% w zimnym otoczeniu, osiągnięto znaczący postęp bez uszczerbku na gęstości energii.
Innowacyjna powłoka z litu
Zespół, kierowany przez profesora Neila Dasguptę, zastosował powłokę na bazie boranu litu i węglanu, potocznie nazywaną „szklanym materiałem”, aby zapobiec osadzaniu się litu. Dzięki tej innowacji nowo zaprojektowane akumulatory pozwalają na znacznie szybsze ładowanie nawet w temperaturach sięgających -10°C.
Problemy związane z niskimi temperaturami
Spowolniony przepływ jonów stwarza dwa zasadnicze problemy: wolniejsze ładowanie oraz zmniejszoną gęstość energii, co przekłada się na krótszy zasięg pojazdu. Aby zrekompensować te ograniczenia, producenci samochodów tworzą grubsze elektrody, co z kolei wpływa na zwiększenie wagi akumulatora bez poprawy wydajności energetycznej.
Jak działa rozwiązanie?
Wcześniejsze badania zespołu Dasgupty skoncentrowały się na zwiększeniu powierzchni elektrody poprzez wiercenie mikroskopijnych otworów przy użyciu laserów. Choć metoda okazała się skuteczna w normalnych warunkach, w zimnie nie przynosiła oczekiwanych rezultatów właśnie z powodu osadzania się litu. Nowa strategia, polegająca na zastosowaniu powłoki, zapobiega tym osadom, co pozwala na znacznie szybsze ładowanie akumulatorów.
Efektywność i przyszłość technologii
Badania wykazały, że zmodyfikowane akumulatory zachowały 97% swojej pojemności nawet po 100 cyklach ładowania w ujemnych temperaturach. Choć dotychczasowe wyniki uzyskano w warunkach laboratoryjnych, podejście z użyciem „szklanego materiału” i laserów daje nadzieję na szybkie wdrożenie w przemyśle motoryzacyjnym.
Profesor Dasgupta podkreśla, że zmiana ta nie wymaga dużych modyfikacji w istniejących zakładach produkcyjnych, co czyni ją bardziej możliwą do realizacji dla producentów samochodów. Odnawia to nadzieje na znaczną poprawę w użytkowaniu elektrycznych samochodów w zimowych warunkach, co może przyczynić się do ich większej popularności wśród kierowców.
