Des Chercheurs De L'Université De Technologie De Charmes Réussissent À Fabriquer Des Batteries En Composite De Fibre De Carbone

Université de technologie de ChalmersTechnologie) des chercheurs ont réussi à créer une batterie en composite de fibre de carbone aussi rigide que l'aluminium et suffisamment dense en énergie pour une utilisation commerciale.Lorsque les voitures, les avions, les navires ou les ordinateurs sont fabriqués à partir de matériaux qui combinent les fonctions de batteries et de structures porteuses, le poids et la consommation d'énergie sont considérablement réduits.

La batterie la plus puissante au monde

La fabrication de véhicules ou de produits électroniques à l'aide de matériaux utilisés à la fois comme batteries et comme composants structurels peut réduire considérablement le poids et la consommation d'énergie.Une équipe de recherche de l'Université de technologie de chalms en Suède a fait des progrès significatifs dans le stockage d'énergie sans masse.Leur batterie structurelle nouvellement développée a le potentiel de réduire de moitié le poids d’appareils tels que les ordinateurs portables, de rendre les téléphones aussi minces que les cartes de crédit et d’augmenter l’autonomie des véhicules électriques de 70% après une seule charge.

Richa, chercheur chez chalms et auteur principal d’un article scientifique publié dans Advanced Materials« Nous avons réussi à fabriquer une batterie en composite de fibre de carbone aussi rigide que l’aluminium et suffisamment dense en énergie pour un usage commercial », explique Chaudhary. « tout comme les os humains, cette batterie remplit plusieurs fonctions à la fois. »

La recherche sur les batteries structurelles à l'Université de charmes se poursuit depuis plusieurs années et collabore également avec des chercheurs de l'Institut royal de technologie KTH de Stockholm.Cette percée a eu lieu en 2018, lorsque LeifLe professeur ASP et ses collègues ont attiré l'attention du monde entier en montrant comment la fibre de carbone dure et robuste stocke chimiquement l'énergie électrique.La découverte que la fibre de carbone peut être utilisée comme électrode de batterie lithium - ion est l'une des dix plus grandes réalisations scientifiques de l'année, selon Physical World.

Plus léger et plus efficace

Depuis 2018, l’équipe de recherche a parcouru un long chemin dans l’amélioration de la rigidité et de la densité énergétique.En 2021, ils ont atteint une étape clé avec des batteries capables de fournir une densité d’énergie de 24 Wh / kg, ce qui équivaut à environ 20% de la capacité d’une batterie lithium - ion typique.Aujourd’hui, ils ont porté ce chiffre à 30 Wh / kg.Bien que toujours inférieur aux batteries commerciales actuelles, les avantages de la réduction de poids créent une nouvelle dynamique.Étant donné que la batterie fait partie de la structure du véhicule, moins d'énergie est nécessaire dans l'ensemble.

Leif, professeur, Département des Sciences Industrielles et des matériaux, chalms« Il va de soi d’investir dans des véhicules légers et économes en énergie si nous voulons économiser de l’énergie et penser aux générations futures », a déclaré ASP. « Nous avons fait des calculs sur les véhicules électriques et les résultats ont montré que s’ils avaient des batteries structurelles compétitives, ils pourraient durer jusqu’à 70% plus longtemps qu’aujourd’hui. »

Pour un véhicule, la force est essentielle pour répondre aux normes de sécurité.La batterie structurelle développée par l'équipe a considérablement amélioré la rigidité, augmentant le module d'élasticité de 25 à 70 gigapascals (GPA).Cela signifie que le matériau peut supporter des charges aussi efficacement que l'aluminium, tout en étant beaucoup plus léger.

« la nouvelle batterie est deux fois plus puissante que son prédécesseur en termes de performances polyvalentes et est en fait la meilleure batterie au monde », commente ASP, qui participe à la recherche sur les batteries structurelles depuis 2007.

Progrès dans la commercialisation

Dès le début, l'objectif final est d'atteindre un niveau de performance adapté à la commercialisation.Avec la poursuite de la recherche, par la création de sinonus, une société Chalmers Venture basée à Boras, en SuèdeAB,Le lien avec le marché est plus fort.

Malgré les progrès réalisés, des travaux d'ingénierie supplémentaires sont nécessaires pour étendre la production de petits laboratoires en vrac à la fabrication à grande échelle requise pour l'électronique grand public ou les voitures.

Le Leif« Il est concevable qu’un téléphone portable ou un ordinateur portable semblable à une carte de crédit, qui pèse à peine la moitié de son poids actuel, soit le plus rapide à atteindre », a déclaré ASP. « Il est également possible que des composants tels que l’électronique dans une voiture ou un avion soient alimentés par des batteries structurelles. Cela nécessitera des investissements importants pour répondre aux besoins énergétiques difficiles de l’industrie des transports, mais c’est là que la technologie peut faire le plus grand travail. »