Sähköajoneuvojen akkujen suunnittelun läpimurto avaa tietä ajoneuvon lataamiseen muutamassa minuutissa. Tiedemiehet ja tutkijat ovat kehittäneet uuden akkutyypin, jonka akkutekniikan läpimurto mahdollistaa sähköautojen lataamisen vain 10 minuutissa.
Pennsylvanian osavaltionyliopiston tutkijat keksivät idean innovatiivisesta litiumioniakusta sähköajoneuvoille. Näissä akuissa yhdistyvät ennätyksellisen lyhyt latausaika ja suurempi energiamäärä pitkiä ajomatkoja varten . Professori Chao-Yang Wang teki laboratorionsa kanssa yhteistyötä State Collegessa toimivan startup-yrityksen EC Powerin kanssa tämän teknologian kehittämiseksi. Tämän pikalataustekniikan avulla sähköajoneuvojen akkukapasiteettia voidaan pienentää 150 kWh:sta 50 kWh:iin tinkimättä toimintasäteestä.
Tutkimusta johtanut konetekniikan professori Chao-Yang Wang Penn State Universitystä totesi: "Pienempien ja nopeammin latautuvien akkujen tarve on suurempi kuin koskaan. Akkuja ja kriittisiä raaka-aineita, etenkään kotimaassa tuotettuja, ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi odotetun kysynnän tyydyttämiseksi."
Kalifornian ilmansuojelulautakunnan elokuussa 2022 hyväksymän kattavan suunnitelman myötä bensiinikäyttöisten ajoneuvojen myyntiä Yhdysvalloissa rajoitetaan, mikä lopulta johtaa niiden myynnin kieltämiseen. Vuoteen 2035 mennessä polttomoottoriajoneuvot poistuvat käytännössä Yhdysvaltojen suurimmilta automarkkinoilta.
Sähköautojen kysynnän kasvaessa on kaksi haittapuolta, joista ensimmäinen on niiden hidas lataustahti ja toinen on niiden koko . Kokonsa vuoksi sähköautot eivät ole niin tehokkaita kuin niiden pitäisi olla, eivätkä ne sovi eri yhteiskuntaluokkien budjettiin.
Sähköautojen omistajien on käytettävä minuuteista kokonainen päivä ajoneuvonsa lataamiseen, ja latausaika vaihtelee akun mukaan. "Pienemmät ja nopeammin latautuvat akut vähentävät merkittävästi akkujen kustannuksia ja kriittisten raaka-aineiden, kuten koboltin, grafiitin ja litiumin, käyttöä, mikä mahdollistaa edullisten sähköautojen massakäytön", professori Wang sanoi.
Tärkeimmät tekijät, joihin tämä teknologia perustuu, ovat sisäinen lämpömodulaatio , joka on aktiivinen menetelmä lämpötilan säätämiseen ja parhaan mahdollisen suorituskyvyn vaatimiseen akulta, professori Wang selitti.
Akkujen odotetaan toimivan parhaiten kuumina, mutta ei äärimmäisen kuumina. Tämän vuoksi akkujen lämpötilan pitäminen tasaisena on tähän mennessä ollut akkuinsinöörien tärkein ongelma . Niinpä professori Wang ja hänen tiiminsä päättivät säädellä akun sisäistä lämpötilaa.
Professori Wang lisäsi, että tähän asti akkuinsinöörit ovat käyttäneet ulkoisia ja kömpelöitä lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmiä akun lämpötilan säätämiseen. Mutta nämä menetelmät kuluttivat paljon energiaa ja olivat myös hitaita. Tavallisessa akussa on periaatteessa kolme komponenttia: katodi, anodi ja elektrolyytti.
Tutkijat kehittivät uuden paristorakenteen, jossa on neljäs komponentti, joka on erittäin ohut nikkelikalvo. Se toimii ärsykkeenä ja säätelee itse akun lämpötilaa ja reaktiivisuutta. Tämä mekanismi mahdollistaa minkä tahansa sähköajoneuvon akun 4 minuutin latauksen.
” Pikalatausteknologiamme toimii useimmille energiatiheille akuille ja avaa uuden mahdollisuuden pienentää sähköajoneuvojen akkujen kokoa 150 kWh:sta 50 kWh:iin ilman, että kuljettajat kokevat toimintasädepelkoa”, sanoo professori Chao-Yang Wang. Tutkimus esiteltiin yksityiskohtaisesti Nature-tieteellisessä lehdessä otsikolla ”Energiatiheiden litiumioniakkujen nopea lataus”. Näin levitetään tietoa akkutekniikan läpimurron mahdollistavasta mahdollisuudesta ladata sähköajoneuvoja vain 10 minuutissa.
Lähde: Itsenäinen
