Så här är strukturella litiumjonbatterier i kolfiberkarossen uppbyggda. I bilden är batteriet uppladdat, vilket innebär att den negativa elektroden är fylld med de plusladdade litiumjonerna.
Ska kunna sänka vikten med hälften i framtidens elbilar.
En studie vid Chalmers tekniska högskola visar att det går att lagra energi direkt i kolfiber som batterielektroder. Detta öppnar upp för möjligheten att använda sig av strukturella batterier.
– En kaross skulle då inte bara vara ett bärande element utan också fungera som batteri. Kolfibern kommer även att kunna användas för andra ändamål så som att ta tillvara på rörelseenergi, till sensorer, och som ledare av både energi och data. Om alla dessa funktioner var delar i en bilkaross eller ett flygplansskrov så skulle det kunna minska vikten med upp till 50 procent, säger Leif Asp, professor i material- och beräkningsmekanik på Chalmers.
För att energiladdningen ska fungera måste kolfibern ha lite lägre styvhet med en struktur av små kristaller. Om den består av stora kristaller – som merparten av dagens dyra kolfiberkompositer är uppbyggda på – blir de elektrokemiska egenskaperna sämre. I Chalmerstudien menar man att det inte skulle vara något problem att gå ner i styvhet på kolfibern för bilar, eftersom kolfibern i nuläget är anpassad för flygplan och att kolfiber med lägre styvhet ändå skulle vara något mer hållfast än stål.
– Det är lite av ett nytt sätt att tänka för fordonsbranschen, där man är mer van vid att optimera enskilda delar. Den lägre energitätheten hos strukturella batterier skulle dessutom troligtvis göra dem säkrare än vanliga batterier, särskilt i kombination med att de inte skulle innehålla några flyktiga ämnen, säger Leif Asp.
Diskutera: Tror du att det kommer bli verklighet med energilagrande kolfiberkarosser på bilar?
– En kaross skulle då inte bara vara ett bärande element utan också fungera som batteri. Kolfibern kommer även att kunna användas för andra ändamål så som att ta tillvara på rörelseenergi, till sensorer, och som ledare av både energi och data. Om alla dessa funktioner var delar i en bilkaross eller ett flygplansskrov så skulle det kunna minska vikten med upp till 50 procent, säger Leif Asp, professor i material- och beräkningsmekanik på Chalmers.
För att energiladdningen ska fungera måste kolfibern ha lite lägre styvhet med en struktur av små kristaller. Om den består av stora kristaller – som merparten av dagens dyra kolfiberkompositer är uppbyggda på – blir de elektrokemiska egenskaperna sämre. I Chalmerstudien menar man att det inte skulle vara något problem att gå ner i styvhet på kolfibern för bilar, eftersom kolfibern i nuläget är anpassad för flygplan och att kolfiber med lägre styvhet ändå skulle vara något mer hållfast än stål.
– Det är lite av ett nytt sätt att tänka för fordonsbranschen, där man är mer van vid att optimera enskilda delar. Den lägre energitätheten hos strukturella batterier skulle dessutom troligtvis göra dem säkrare än vanliga batterier, särskilt i kombination med att de inte skulle innehålla några flyktiga ämnen, säger Leif Asp.
Diskutera: Tror du att det kommer bli verklighet med energilagrande kolfiberkarosser på bilar?
Ämnen i artikeln
Genom att anmäla dig godkänner du OK-förlagets personuppgiftspolicy.
Kommentarer
Observera att det konto du använder för att kommentera artiklar skiljer sig från det konto som används för att logga in och läsa Premium-innehåll.