"Умное" углеродное волокно с функцией хранения энергии попробует заменить батареи
Шведские инженеры уже давно занимаются разработкой композитных материалов с возможностью хранения электроэнергии. Впервые об этих исследованиях стало известно больше десяти лет назад, когда компания Volvo объявила о своем участии в совместном исследовательском проекте с рядом научных партнеров, включая Технологический университет Chalmers. Спустя несколько лет исследований ученые смогли определить конкретный тип углеродного волокна с оптимальным сочетанием электропроводности и структурной жесткости. В конечном итоге им удалось создать прототип «безмассовой» углеродной батареи.
В 2022 году университет совместно с венчурной компанией Chalmers Ventures выделил этот проект в отдельную компанию — Sinonus. Стартап ставит перед собой цель разработки «многофункциональных» материалов, которые могут выполнять две или более функций, чтобы способствовать общей экономии ресурсов. В электромобиле, к примеру, система хранения энергии на основе углеродного волокна, вероятно, будет весить столько же или даже меньше, чем традиционные силовые элементы из стали и алюминия. При этом она будет обладать дополнительным преимуществом — запасать собственную энергию, избавляя от необходимости использовать большую и тяжелую батарею.
В этом месяце компания Sinonus назначила Маркуса Зеттерстрёма новым генеральным директором. Его задача — коммерциализировать технологию углеродного волокна, способного выполнять функцию электродов. Sinonus пока не озвучивает точных сроков выхода на рынок первых коммерческих продуктов на основе этой разработки.
Sinonus заявляет, что уже доказала жизнеспособность концепции в лабораторных условиях, заменив батарейки AAA своими углеродно-электродными батареями в устройствах с низким энергопотреблением.
Однако для достижения масштабных целей компании потребуется значительно увеличить мощность, начиная с оборудования Интернета вещей и компьютеров, и постепенно переходя к энергоемкой технике, такой как электромобили и самолёты.
Зеттерстрём признает, что зарядка углеродного волокна энергией, возможно, окажется не такой эффективной, как у традиционных аккумуляторов. Однако углеродное волокно обладает дополнительным преимуществом — прочностью и несущей способностью. Это позволяет добиться значительных улучшений на уровне всей системы. Sinonus пока не опубликовала показатель плотности энергии для своей концепции батареи, но прототип 2021 года имел ничтожную плотность 24 Втч/кг, что составляет лишь малую часть показателя современных литий-ионных аккумуляторов. Еще одним спорным вопросом является стоимость. Неизвестно, действительно ли замена дорогих батарей для электромобилей на специально скомпонованное электропроводящее углеродное волокно будет дешевле.
Sinonus ссылается на предыдущее исследование Chalmers, которое показало, что батареи из углеродного волокна могут увеличить дальность хода электромобилей на 70%. Стартап также предполагает, что более низкая плотность энергии может стать положительным моментом, поскольку исключает использование опасных химических веществ и высокую концентрацию энергии, что в конечном итоге снижает риск катастрофических сбоев.