Inovatyvios medžiagos: saugesnių ir tvaresnių EV akumuliatorių paieškos

Inovatyvios medžiagos: ar mediena atvers naują akumuliatorių saugumo ir tvarumo etapą elektromobiliuose?

Elektromobiliai (EV) iš esmės transformavo automobilių pramonę, tačiau vis dar išlieka iššūkių dėl baterijų saugumo ir tvaraus dizaino. Naujausias proveržis rodo, kad tvariai išgauta mediena gali ženkliai pagerinti tiek ekologinį pėdsaką, tiek atsparumą smūgiams EV akumuliatorių korpusuose.

Tyrimų akiratyje: medienos ir plieno hibridai prieš aliuminį

Austrios Graco technologijos universiteto mokslininkai atliko reikšmingą tyrimą, lygindami tradicinius aliuminio akumuliatorių korpusus su eksperimentiniais medžio ir plieno hibridais. Aliuminis ilgą laiką buvo vertinamas dėl tvirtumo ir patvarumo, tačiau jo gamyba reikalauja daug energijos ir sukelia aplinkosauginių rūpesčių. Tuo tarpu hibridinė konstrukcija naudoja atsinaujinančią beržo, tuopos ar paulovnijų medieną kaip pagrindą, kuris yra padengtas itin lengvu ir stipriu plienu.

Draugiškas aplinkai, aukštos kokybės dizainas

Pagrindinis tikslas buvo išsiaiškinti, ar medinis šerdis gali atitikti kietojo aliuminio mechanines savybes. Tyrimo duomenimis, atsakymas teigiamas. Standartizuotuose avarijų testuose, imituojančiuose rimtus susidūrimus, medžio-plieno hibridiniai „Bio!Lib“ akumuliatorių korpusai pasirodė taip pat gerai kaip ir aliumininės konstrukcijos, naudojamos tokiuose elektromobiliuose kaip „Tesla Model S“. Didžiausia šių medžiagų paslaptis slypi natūralioje medžio ląstelinėje struktūroje, kuri išskirtinai efektyviai sugeria smūgio energiją.

Tuopos ir beržo hibridai užtikrino net iki 98% didesnį energijos sugėrimą nei kalus aliuminis bei 76% didesnį nei aukštos tvirtumo aliuminis. Visų trijų medienos rūšių hibridai išlaikė aukštą atsparumą lenkimui, todėl tokios konstrukcijos yra patikimos naudojant realiomis transporto priemonių sąlygomis.

Atsparumas ugniai: kamštinė medžiaga į pagalbą

Akumuliatorių gaisrai yra viena didžiausių šiuolaikinių EV saugumo problemų. Netikėta, tačiau Graco universiteto tyrėjai nustatė, kad panaudojus tvarią, organinę kamščią dangą, korpuso atsparumas ugniai smarkiai išauga. Bandymų metu baterijų korpusai su kamštine izoliacija užfiksavo daugiau nei 100°C žemesnę išorinės sienelės temperatūrą lyginant su tradiciniu aliuminio korpusu.

Projekto vadovas Florianas Feistas paaiškino: „Kai kamštis paveikiamas didelės temperatūros, jis sudega, tačiau susidariusi anglis labai sumažina šilumos laidumą – tai itin veiksminga natūrali šiluminė barjera.“

Aktualumas rinkai: žingsnis į priekį ekologiško judumo link

Elektriniams automobiliams sparčiai užkariaujant rinką, jų dalių poveikis aplinkai tampa vis aktualesnis. Tyrimų rezultatai rodo, kad mediniai akumuliatorių korpusai gali reikšmingai sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją, o kartu pagerinti ir saugumą avarijų bei šilumos valdymo metu.

Tokių korpusų pritaikymo galimybės – nuo integracijos į esamas EV platformas iki specialių modelių, kuriuose norima stiprinti tvarumą, konstrukcijos tvirtumą bei važiuojančiųjų saugumą. Ši tendencija pabrėžia visos automobilių pramonės kryptį – ieškoti draugiškų aplinkai medžiagų ir išmanių inžinerinių sprendimų elektromobilių gamyboje.

Ateities perspektyvos

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti neįprasta jautrias, degias ličio jonų baterijas laikyti mediniame korpuse, tačiau griežti moksliniai tyrimai atveria naujas galimybes elektrinio transporto ateičiai. Kadangi automobilių gamintojai ir technologijų inovatoriai ieško ekologiškesnių ir saugesnių variantų, tokios medžiagos kaip medžio-plieno hibridai ir kamštinė izoliacija gali tapti svarbia kitų kartų elektromobilių sudėtine dalimi.