Karoseria samochodu jako bateria do gromadzenia energii?
Włókno węglowe, ze względu na swoje właściwości, tj. niską masę i bardzo wysoką wytrzymałość, coraz częściej wykorzystywane jest m.in. przy produkcji samochodów, samolotów czy rowerów. Szwedzcy naukowcy odkryli jednak wcześniej nieznane właściwości elektrochemiczne tego materiału. Jeśli się potwierdzą, włókno węglowe będzie mogło być wykorzystywane nie tylko do budowy elementów konstrukcyjnych, ale również do magazynowania energii.
Naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technologicznego w Chalmers, badając właściwości włókna węglowego, odkryli jego wysoki potencjał do wykorzystania przy budowie akumulatorów. Odkrycie to otwiera przed włóknami węglowymi nowe możliwości, jeśli chodzi o ich zastosowanie. Połączenie niskiej masy, olbrzymiej wytrzymałości oraz zdolności magazynowania energii pozwoliłoby przyspieszyć prace m.in. nad bardziej wydajnymi bateriami.
Pełnego sukcesu jednak nie można jeszcze ogłosić. Okazuje się bowiem, że włókno węglowe o dobrych właściwościach elektrochemicznych charakteryzuje się niestety niższą wytrzymałością. Z kolei włókno węglowe wykorzystywane do celów konstrukcyjnych ma dość słabe zdolności magazynowania energii. Włókna węglowe o większej sztywności mają duże, wysoce zorientowane kryształy, podczas gdy mniej sztywne włókna węglowe mają małe i słabo zorientowane kryształy.
Dlatego też obecnie szwedzcy badacze skupili się na znalezieniu złotego środka, który pozwoliłby połączyć obie te właściwości włókien węglowych. W swoich laboratoriach testują różne typy włókien węglowych, różniące się wewnętrzną mikrostrukturą, sprawdzając, jak rozmieszczone są kryształy i jakie oferują właściwości.
Jak twierdzi Leif Asp, jeden z autorów badań, jego zespół wie już, jak wytwarzać wielofunkcyjne włókna węglowe, aby uzyskać wysoką pojemność magazynowania energii, a jednocześnie zapewnić wystarczającą sztywność. Niewielkie zmniejszenie sztywności nie powinno stanowić problemu dla wielu zastosowań, np. w branży motoryzacyjnej.
Jeśli uda się znaleźć idealny kompromis, wówczas karoseria np. samochodu nie byłaby wyłącznie elementem konstrukcyjnym, ale mogłaby być wykorzystana również jako bateria. Elementy z włókna węglowego mogłyby posłużyć także do innych celów, np. do budowy czujników czy przewodów. Przy maksymalnym wykorzystaniu tego materiału waga pojazdu mogłaby być niższa nawet o 50%.
Źródło: Chalmers University of Technology
