Tækni / orka
Lestími: 3 mínútur
Árið 2020 fóru rafmagnsbílar loksins að seljast í verulegu magni. Þetta eru góð tíðindi fyrir loftslagið en tæknin er ennþá hreint ekki fullkomin. Þessir loftslagsvænu farartæki takmarkast ennþá af t.d. drægni og kostnaði.
En sem betur fer mallar tæknin í rétta átt á miklum hraða. Nú hafa sænskir vísindamenn við Chalmers- tækniháskólann smíðað rafhlöðu sem gæti skipt sköpum fyrir þróun rafbíla.
Vísindamenn hafa smíðað svonefnda massalausa rafhlöðu sem er mörgum sinnum betri en fyrri gerðir. Rafhlaðan hefur enn sem komið er einungis fimmtung á við hleðslugetu venjulegra rafhlaðna. En vísindamennirnir segja sjálfir þetta vera þáttaskil.
Massalausar rafhlöður gera rafbílana mun léttari.
Rafhlaðan – sem tæknilega séð nefnist formgerð (e. structual) rafhlaða – virkar bæði eins og byggingarefni og rafhlaða á sama tíma.
Þannig getur formgerð rafhlaða sem dæmi nýst sem byggingarefni fyrir yfirbygginguna í rafbíl og komið í staðinn fyrir venjulegar þungar rafhlöður.
Með þessum hætti bætist enginn aukalegur þungi við þyngd bílsins og því eru þær sagðar almennt vera „massalausar“.
Ef þessar innbyggðu rafhlöður ná mikilli útbreiðslu gæti það falið í sér byltingu fyrir rafbíla.
Rafbílar eru núna búnir þungum litín-jónarafhlöðum sem geta samanlagt verið allt að þriðjungur af heildarþunga bílsins. Því léttari sem bíllinn er þess minni orku þarf til að knýja hann áfram.
Á síðasta ári afhjúpaði Elon Musk að Tesla vinni nú einnig að því að draga úr þyngd með því að smíða rafhlöðurnar betur inn í yfirbyggingu bílsins en sænsku vísindamennirnir hafa tekið þessa hugmynd ennþá lengra.
Minni orka en sterkt eins og ál
Formgerð rafhlaða hefur sömu grunneiginleika eins og venjuleg rafhlaða: Tvö rafskaut og milliliggjandi rafleiðandi lag sem flytur jónir fram og til baka þegar rafhlaðan er hlaðin eða notuð.
Þessi rafhlaða sænsku vísindamannanna hefur neikvætt rafskaut úr koltrefjum og jákvætt rafskaut sem samanstendur af silfurlagi sem er húðað með litín-járnfosfati. Milli rafskautanna tveggja liggur síðan þunnt lag úr glertrefjum sem búið er að dýfa niður í rafleiðandi vökva. Að lokum er allt þetta mótað í stíft eða sveigjanlegt efni.
Með þessum hætti hefur vísindamönnunum tekist að smíða rafhlöður sem eru með orkuþéttni sem nemur 24 vattaklukkustundir á kíló – eða um 20% af hleðslugetunni í hefðbundnum litín-jónarafhlöðum.
En þar sem verulega er dregið úr þyngd bílsins með slíkri formgerðri rafhlöðu þarf rafhlaðan ekki sömu orkuþéttni til að veita bílnum sömu drægni. Engu að síður vinna vísindamennirnir að því að bæta orkuþéttnina enn frekar.
Með því að notast við silfurfilmurafskaut með koltrefjum og gera milliliggjandi glertrefjalagið ennþá þynnra telja vísindamenn að enn megi bæta rafhlöðuna umtalsvert.
Í raun álíta þeir að innan tveggja ára verði unnt að smíða rafhlöðu með þrefalda orkuþéttni – og sama styrk eins og ál.
Birt:21.09.2021
SOEREN HOEGH IPLAND
