- Dla akumulatorów odpowiednia temperatura jest kluczowa zarówno pod kątem degradacji w ramach cyklów ładowania i rozładowania, jak i ogólnej pojemności
- Dlatego też naukowcy opracowali piankę z grafenu, która w razie potrzeby pozwala utrzymać akumulator w cieple lub chłodzie
Jeśli utrzymacie akumulatory w optymalnej temperaturze, nie tylko zwiększycie ich żywotność, ale też skuteczność oddawania energii
Dla dzisiejszych elektrycznych samochodów typu BEV, które operują wyłącznie na ogromnych pakietach akumulatorów, problem temperatury nie jest tak duży, jak w przypadku spalinowych modeli. Stąd brak potrzeby stosowania tradycyjnego układu chłodzenia z radiatorem na froncie, co jednak wcale nie oznacza, że elektryczny układ napędowy nie jest wrażliwy na temperatury i się nie nagrzewa. Wręcz przeciwnie.
Czytaj też: NASA ma plan na marsjańskie jaskinie. Pomogą roboty przypominające ludzi
Z jednej strony wydajne elektryczne samochody nie są w stanie utrzymać ciągle wysokiej wydajności na torach wyścigowych przez temperaturę, której wysoki poziom wymusza na systemie ograniczenie mocy, a z drugiej – w zimnych klimatach ich zasięg drastycznie maleje. Wśród najbardziej rozpoznawalnych modeli, radzących sobie z tymi problemami, znajdziemy kolejno Porsche Taycan oraz Model Y Tesli, który z chłodnym klimatem poradził sobie za sprawą specjalnej pompy ciepła.
Chcę przez to zwrócić uwagę na to, że akumulatory, jak zresztą cała elektronika, jest podatna na bardzo wysokie lub bardzo niskie temperatury. Nic dziwnego, że zaleca się używanie akumulatorów litowo-jonowych tylko w temperaturze od 0 do 45°C i to szczególnie podczas ładowania, bo poza tym zakresem jej pojemność może znacznie spaść. Dlatego też projektanci z jednej strony dążą do utrzymania ich w niskiej temperaturze, ale z drugiej chcą też, przy bardziej dokuczliwym chłodzie, zapewnić im ciepło.
Pianka grafenowa jest w stanie rozwiązać temperaturowy problem akumulatorów
Tutaj do gry wchodzi nowa pianka grafenowa, która zależnie od potrzeby może zatrzymywać ciepło lub oddawać je. Za jej opracowanie odpowiadają naukowcy z Purdue University, których prace doczekały się publikacji w dzienniku Nature Communications. Tam przeczytamy, że grafen, jako doskonały materiał składający się z warstw węgla o grubości zaledwie jednego atomu, jest świetnym przewodnikiem ciepła… ale też izolatorem w swojej piankowej formie, dzięki zatrzymywaniu powietrza wewnątrz.
Czytaj też: Łatwa produkcja paliwa wodorowego. Wystarczy woda i aluminium
Pomysł na wykorzystanie tej podwójnej natury grafenu nie jest specjalnie skomplikowany. Naukowcy stworzyli bowiem z niego piankę i zależnie od potrzeby, ściskali ją, albo rozluźniali. W pierwszych testach wykazano, że w swoim typowym stanie i grubości 1,2 mm pianka jest izolatorem, zatrzymując ciepło, a po zgnieceniu do 0,2 mm zaczyna pełnić funkcje radiatora.
Dzięki temu “działa jak opornik w przewodzie elektrycznym”, bo “zmienia ilość ciepła, które przepuszcza”. Skuteczność tego potwierdzono w praktycznych testach, gdzie w ramach symulacji temperatury otoczenia od 0 do 30 stopni Celsjusza ta pianka grafenowa była w stanie skutecznie stabilizować temperaturę urządzenia.
Czytaj też: Jeden pryzmat, by kontrolować miliony kubitów. Poważne ograniczenie komputerów kwantowych pokonane
Zastosowanie? Przede wszystkim urządzenia mobilne i samochody elektryczne, ale tego typu rozwiązanie sprawdzi się wszędzie, gdzie występuje problem z utrzymaniem odpowiedniej temperatury pracy. Problem w tym, że o wykorzystaniu tej pianki w praktyce i produkcji masowej nie wiadomo nic, a nic.