Autor:A’ndrea Elyse Messer, 18. ledna 2021
UNIVERSITY PARK, Pensylvánie – Úzkost z dojezdu, strach z vybití, než budete moci dobít elektrické vozidlo, může být minulostí, tvrdí tým inženýrů Penn State, kteří se zabývají lithium-železofosfátovými bateriemi, které mají dojezd 250 mil s možností nabití za 10 minut.
„Vyvinuli jsme docela chytrou baterii pro hromadná elektrická vozidla s nákladovou paritou s vozidly se spalovacím motorem,“ řekl Chao-Yang Wang, William E. Diefenderfer, předseda strojního inženýrství, profesor chemického inženýrství a profesor materiálové vědy a inženýrství. ředitel Centra elektrochemických motorů v Penn State. „Už se nemusíte starat o dojezd a tato baterie je cenově dostupná.“
Výzkumníci také říkají, že baterie by měla během své životnosti urazit 2 miliony mil.
Dnes (18. ledna) v Nature Energy hlásí, že klíčem k dlouhé životnosti a rychlému nabíjení je schopnost baterie rychle se zahřát až na 140 stupňů Fahrenheita, pro nabití a vybití, a poté se ochladit, když baterie nefunguje.
„Velmi rychlé nabíjení nám umožňuje zmenšit velikost baterie, aniž bychom museli mít obavy z dosahu,“ řekl Wang.
Baterie využívá samozahřívací přístup dříve vyvinutý ve Wangově centru. Samozahřívací baterie využívá tenkou niklovou fólii s jedním koncem připojeným k zápornému pólu a druhým vyčnívajícím mimo článek, aby vytvořila třetí pól. Jakmile elektrony proudí, rychle se zahřívá niklová fólie odporovým ohřevem a zahřívá vnitřek baterie. Jakmile je vnitřní teplota baterie 140 stupňů F, spínač se otevře a baterie je připravena k rychlému nabití nebo vybití.
Wangův tým modeloval tuto baterii pomocí stávajících technologií a inovativních přístupů. Navrhují, že pomocí této metody samozahřívání mohou použít levné materiály pro katodu a anodu baterie a bezpečný nízkonapěťový elektrolyt. Katoda je tepelně stabilní, fosforečnan lithný, který neobsahuje žádné drahé a kritické materiály jako kobalt. Anoda je vyrobena z velmi velkých částic grafitu, bezpečného, lehkého a levného materiálu.
Kvůli samovolnému zahřívání vědci uvedli, že se nemusí obávat nerovnoměrného usazování lithia na anodě, což může způsobit nebezpečné špičky lithia.
"Tato baterie má sníženou hmotnost, objem a cenu," řekl Wang. „Jsem velmi šťastný, že jsme konečně našli baterii, která bude přínosem pro mainstreamový spotřebitelský masový trh.“
Podle Wanga mohou tyto menší baterie při zahřívání produkovat velké množství energie – 40 kilowatthodin a 300 kilowattů energie. Elektrické vozidlo s touto baterií by mohlo jet z nuly na 60 mil za hodinu za 3 sekundy a jelo by jako Porsche, řekl.
"Takto změníme životní prostředí a nebudeme přispívat pouze k luxusním vozům," řekl Wang. „Ať si každý může dovolit elektrická vozidla.“
Dalšími výzkumníky z Penn State, kteří na tomto projektu pracovali, byli Xiao-Guang Yang, odborný asistent výzkumu strojního inženýrství, a Teng Liu, doktorand v oboru strojního inženýrství.
Tento výzkum podpořily Úřad energetické účinnosti a obnovitelné energie Ministerstva energetiky USA a nadace Williama E Diefenderfera.
S laskavým svolením Penn State News &Research
Vybraný obrázek:S laskavým svolením Zacha Shahana
