Představte si elektrické auto, které nemusí vozit velké a těžké baterie. Nebo elektrické letadlo s kolmým startem a přistáním, pro které je váha ještě důležitějším kritériem. Případně větrné turbíny, jejichž rotory by samy ukládaly energii. Všechny takové technologie by přinesly hromadu úspor a celou řadu výhod. Mají společné to, že by využívaly strukturální baterie, tedy takové, které by byly součástí konstrukce stroje, jehož pohon mají zajistit.
Deep-tech startup Sinonus navázal na výzkum švédské techniky Chalmers University of Technology a společnosti Volvo, který se již před více než desetiletím zabýval využitím uhlíkových vláken pro strukturální baterie. Sinonus usiluje o to, aby uhlíková vlákna sloužila nejen jako pevný a přitom lehký konstrukční materiál, ale také jako materiál strukturální baterie, která by připravila o práci tradiční baterie.
Například u elektrických vozidel by strukturální baterie z uhlíkových vláken měla stejnou nebo i nižší hmotnost, jako konstrukce, kterou by nahradila. Zároveň by ale odpadla nutnost používat dosavadní těžké a objemné baterie. Baterie elektrických aut zhruba půl tuny až tunu.
Letos v červnu se novým ředitelem Sinonusu stal Markus Zetterström, jehož úkolem bude především zajistit uplatnění víceúčelových uhlíkových vláken, která budou fungovat jako konstrukce i jako elektrody baterie, na trhu. Zatím ale není jasné, kdy dojde na první komerční produkty.
Otázkou samozřejmě je, jaké budou mít takové strukturální baterie parametry. Sinonus už prý ověřil, že technologie funguje, ale zatím nezveřejnil konkrétní parametry strukturálních baterií. Jak jsme tehdy psali na OSLU, prototyp na Chalmers v roce 2021 dosáhl hustoty uložené energie 24 Wh/kg. To je, bohužel, méně než desetina oproti běžným lithium-iontovým bateriím.
Nicméně, Sinonus zůstává optimistickým. Podle dřívější studie z Chalmers mají strukturální baterie založené na uhlíkových vláknech potenciál prodloužit dosah elektrických vozidel až o 70 procent. Nižší hustota uložené energie je také z jistého úhlu pohledu přínosem. Pro takovou baterii nejsou nutné těkavé chemické látky a také podstatně klesá riziko katastrofálního selhání baterie. Ožehavou otázkou je cena takové strukturální baterie. Bude opravdu nižší než u tradiční baterie? Čas ukáže, jak si baterie s uhlíkovými vlákny vlastně stojí.
Video: Massless Energy Storage – Structural battery with record performance
Literatura
Zásadní technologický průlom otevírá cestu „nehmotným“ bateriím
Autor: Stanislav Mihulka (23.03.2021)
Nepatrné „strukturální“ mikrobaterie přinášejí velký výkon
Autor: Stanislav Mihulka (11.08.2021)
Nejdelší vláknová baterie světa by klidně mohla měřit kilometry
Autor: Stanislav Mihulka (22.12.2021)
Diskuze:
Odkazy
F M,2024-06-22 08:26:47
Na ten dřívější článek na oslu:
https://www.osel.cz/11658-zasadni-technologicky-prulom-otevira-cestu-nehmotnym-bateriim.html
K tomu náležící odkazy pod ním:
https://news.cision.com/chalmers/r/big-breakthrough-for--massless--energy-storage,c3309393
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aesr.202000093
Sinonus pracuje na strukturálních bateriích...
Alexis Bergman,2024-06-21 15:00:14
Podnikatelé se předhánějí ve shonu za lepšími a lepšími el-bateriemi, ale tím se na hony vzdalují od původního záměru Nicoly Tesly, který usiloval o elektřinu dostupnou zdarma pro všechny. Sám jezdil el-mobilem, který nepotřeboval nabíjení, ale pouze do něj zasunul zvláštní klíč a jel až 130 mil v hodině. Podnikatelé nám nastrkují koloběžky, el-kola a jiné el-mobily s požadavkem: Napřed ukaž svou bankovné kartu a pak se svěžeš. Jenom PRACHY, PRACHY, PRACHY...! Díky Bohu, že Tesla rozdělil před smrtí své deníky tak, že polovinu nechal v americkém sejfu, a druhou poslal přes sovětský konzulát do Moskvy. Zkrátka Amerikáni a Rusáci jsou jak dvě půlky jedné zadnice, a jeden bez druhého se nevyse.... Tio je taky jeden faktor, kvůli němuž se Amerika žene za Moskvou.
Re: Sinonus pracuje na strukturálních bateriích...
Libor Zak,2024-06-21 16:33:37
Ten byl dobrej :-D :-D
Re: Re: Sinonus pracuje na strukturálních bateriích...
Vojta Ondříček,2024-06-21 19:12:56
Nebo ten od Julese Verna o kpt. Nemovi, který poháněl svůj Nautilus energií mořské vody, kam se na Verna hrabe břídil N. Tesla.
I náš Dr Běhounek našel na Antarktidě zvláštní zeminu penitilin dodávající v penitilínových bateriích věčně přímo elektrickou energii.
Uberte prosím
D@1imi1 Hrušk@,2024-06-21 14:38:27
Článek: "Nabíjitelné baterie jsou v současné době kritickou komponentou elektrických ... letadel i dalších typu strojů."
Ano, kromě elektrických letadel také například elektrických raketoplánů a kdo viděl Návrat do budoucnosti, tak ví, že od roku 2015 už máme i elektrická vznášedla.
Jinak ke strukturálním bateriím - myšlenka je to lákavá, ale technologické překážky jsou obrovské. U dopravního prostředku potřebujete jak strukturální bezpečnost, tak elektrickou bezpečnost. V klasických akumulátorech cyklováním dochází k fyzickému narušování elektrod. To rozhodně u strukturálních dílů nechcete. A v baterii zase potřebujete, aby to vodilo, kde to vodit má a nevodilo, kde to vodit nemá. Jinak jste buď bez elektřiny a nebo v plamenech. Asi není potřeba vysvětlovat, že mechanické namáhání a vystavení povětrnosti moc neprospěje.
Otázka na závěr - nebylo by schůdnější, bezpečnější a levnější udělat karosérii z karbonu a ušetřenou hmotnost využít pro Li-Ion akumulátor?
Re: Uberte prosím
F M,2024-06-22 09:06:19
Přijde mi to trochu jako noční můra mít vedení a izolovat ho do každého blatníku, krytu... V odkazech počítají střechu, kryt motoru, dveře. Asi se u těchto aut již nepředpokládá použití 10let+.
Alespoň se nesnaží tvrdit, že je to ekologické. Klasicky se nedá jednoduše nic moc zjistit (jako ty cihly a spol), vše končí na webu/ch kde jsou jen hesla a reklama. Tedy alespoň ty původní práce za tím se dají díky oslu nález snadno.
Než se pustím do toho výzkumu v odkazu výše (snad to stihnu do 7d) trochu spekulací.
Běžná el baterie podle článku váží půl tuny (dejme tomu o trošku méně), toto má 10x nižší kapacitu na kg takže kolik bude vážit tato baterie?
Když zůstanu u el. aut tak mi to vychází jako drobné přilepšení, ovšem za jakou cenu (myšleno i ekologickou), ten karbon se u běžných dílů nepoužívá protože je drahý. Smysl by to dávalo, pokud by se elektroauta používala tak jak a tam kde se požívat mají, tedy malá lehká autíčka do města. Tedy ovšem to naráží na tu cenu a také na ty najeté kilometry kvůli odpisu ekologické zátěže výrobou a také především na existenci mnohem lepší alternativy tedy MHD.
Ty vrtule k větrníkům, cena a životnost? Tam mi to nevychází vůbec, hlavně ta výroba 80m bude šíleně drahá (i cena za 1kg karbonu, ta by mě zajímala také)
U letadel by to jistě dávalo smysl, ale ne kvůli pohonu, ale jako náhrada baterie u některých vnitřních? komponent, jelikož tam jsou ceny někde jinde a pokud to nebude těžší než stávající materiály tak to jistě vyjde.
Kde mi to smysl dává nejvíc (pokud to nebude moc nebezpečný materiál) jsou drony.
Re: Re: Uberte prosím
D@1imi1 Hrušk@,2024-06-22 11:03:57
V letectví se každý ušetřený gram počítá, ale nesmí to být na úkor bezpečnosti. Muselo by se vymyslet, jak v letadle tu technologii uplatnit, aby nezvýšila množství potenciálních bodů selhání a náklady na servisní kontroly.
Re: Re: Re: Uberte prosím
Pavel Kaňkovský,2024-06-22 21:52:23
Záleží na tom, co je to za letadlo. Třeba takový sebevražedný dron... :)
Re: Re: Re: Re: Uberte prosím
F M,2024-06-22 22:25:08
U dronů (elektrických), by to mohlo přidat na doletu dost (bez legrace), váha malá takže by se z tohoto dal vyrobit celý rám i kryty. V žertu (krutém) čím víc lithia tím větší zápalný potenciál.
Ultralight?
Re: Re: Re: Uberte prosím
F M,2024-06-22 22:19:45
Díval jsem se na ten starší výzkum a ty technické parametry jsou cca o řád horší než "klasický karbon". Trochu jsem to čekal, proto jsem psal, že by z toho nešly ty velké vrtule, tedy asi by se to dalo použít na méně namáhané části (většina objemu) respektive na ne extrémně namáhané (stále to není úplně špatné; "modulem pružnosti 25 GPa a pevností v tahu přesahující 300 MPa"), ale ta cena.
Jak jste psal, řekl bych, že pokud se opravdu velmi nevyužije bonus toho odlehčení, tak vyjde lépe použít baterii zvlášť. I s tou váhou+prostorem asi velmi často vyjde lépe použít méně kvalitnějšího materiálu a tu baterii.
Bohužel je to hustší než plast (to letectví) a nevím jak to bude s hořlavostí, je to v podstatě integrovaná lithiovka. Ale třeba nenosné konstrukce - sedadla, přihrádky, vnitřní kryty, pokud projde ta bezpečnost. Zkrátka někde kde je potřeba něco vyplnit/podržet má to něco vydržet, ale zase není to velmi namáhané a nezáleží na ceně.
Re: Re: Uberte prosím
Martin Novák2,2024-06-22 11:50:11
Ani u normálních elektromobilů se nepočítá s použitím delším než 10-12let. Měnit baterii se nevyplatí protože cena baterie je vyšší než zůstatková hodnota. Baterie má omezenou životnost nejenom poklesem kapacity a počtem cyklů ale i stářím.
Re: Uberte prosím
Petr Jeřábek,2024-06-24 20:18:02
Udelat karoserii z carbonu? on carbon je fajn pevny, ale kdyz se ma deformovat tak rovnou praskne a kdyz preskne tak je to k nicemu, ona karoserie potrebuje deformacni tuhost aby se deformaci v jiste mire pohltila energie narazu, u super tuhe carbon karoserie by mne bud zabilo pretizeni nez bude prekonana tuhst carbonu anebo tuhost zbytku (vlastni konecny naraz) po rozlamani carbonu. Treba u formule je kokpit postaveny jako super tuha skorepina, chrani pred deformaci kokpitu a pruniku neceho z venci, ale deformacni zony se buduji kolem trati a formule jako takova deformacni zony moc nema - mozna tak ve smyslu urazi se kolo, spojler, motor.
Re: Re: Uberte prosím
D@1imi1 Hrušk@,2024-06-24 22:05:09
No a co?
1. Osobní automobily s tělem z uhlíkového kompozitu existují. Píšete jako o něčem, co nejde, přitom už to dávno existuje. Jen je to drahé.
2. Deformační zóny potřebujete pouze mimo prostor cestujících, který by měl být naopak co nejpevnější.
3. Ta strukturální baterie snad bude deformačními vlastnostmi podobná oceli či hliníku?
Energeticka hustota a pocet cyklu
Petr Bartoš,2024-06-21 06:55:22
Benzin ma energetickou hustotu cca 12,9 kWh/kg. Tedy skoro 500x tolik nez tato baterie. Navic nadrz muzete plnit opakovane kolikrat chcete. Kolik nabijecich cyklu vydrzi tato bateri, ktera nepujde vymenit? Chci tim rict, ze to je sice zajimava baterie a sve uplatneni si jiste najde, ale elektromobily a uz vubec letadla, opravdu nespasi.
Re: Energeticka hustota a pocet cyklu
Libor Zak,2024-06-21 07:55:24
Přesně tak. Navíc, už když jse o této myšlence slyšel poprvé, tak mě napadla otázka bezpečnosti, Něco jiného je baterie schovaná za deformačními zónami, něco jiného je baterie, která je deformační zónou. Bavíme se o opravdu velkém objemu energie, která se někam vybije, přitom může produkovat jevy, jako elektrický oblouk apod. Mě nepřišla dobrá myšlenka, dělat ze strukturálních baterií konstrukce domů (taky už to tu bylo), natož pak z toho udělat karoserii něčeho, co se proti sobě pohybuje vzájemnou rychlostí klidně i 300 Km/hod či umírněných 180 Km/hod
Re: Re: Energeticka hustota a pocet cyklu
Martin Novák2,2024-06-21 20:46:58
I v případě normálních baterií jde často elektromobil sešrotovat kvůli malé havárii nebo tomu že škrtl podlahou o obrubník protože výrobce není sto zaručit že baterie je nepoškozená (třeba že se při prudkém zpomalení někde nevyboulila) a že za pár týdnů nechytne sama od sebe.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
