De angst voor actieradius is een van de grootste obstakels voor de adoptie van elektrische voertuigen, grotendeels veroorzaakt door de lange oplaadtijd. Maar a Een nieuwe aanpak kan een batterij voldoende energie geven om in iets meer dan 200 minuten 10 kilometer af te leggen.
Batterijtechnologie is de grootste barrière voor de wijdverspreide adoptie van elektrische voertuigen, omdat de huidige apparaten minder actieradius per pond hebben dan benzine en het tanken aanzienlijk langer duurt. Hoewel dit geen probleem is voor het dagelijks autorijden, maakt het langeafstandsritten wel lastiger, wat kan leiden tot problemen.ugeen nieuwe kopers.
De reactie van autofabrikanten was om steeds meer batterijen in hun voertuigen te stoppen, maar dit heeft duidelijke nadelen. Het maakt de auto's veel duurder en heeft extra gewicht dat dan moet worden gesjouwd. Het stimuleert ook de vraag naar de grondstoffen die nodig zijn om lithium-ionbatterijen te maken, waarvan de toeleveringsketens steeds beladener worden.
Maar onderzoekers van de Pennsylvania State University en een startup op de universiteit hebben een mogelijke oplossing voor het probleem bedacht. Ze hebben ontdekt dat ze door het toevoegen van een beetje warmte de accu's veel sneller kunnen opladen, wat de angst voor het bereik zou kunnen verminderen en autofabrikanten in staat zou stellen de omvang van de accupakketten in hun voertuigen te verkleinen.
"De kleinere, sneller opladende batterijen zullen de batterijkosten en het gebruik van cruciale grondstoffen zoals kobalt, grafiet en lithium dramatisch verlagen, waardoor een massale adoptie van betaalbare elektrische auto’s mogelijk wordt”, zegt onderzoeksleider Chao-Yang Wang van Penn State zei in een persbericht.
Het is geen geheim dat hogere temperaturen ervoor kunnen zorgen dat batterijen sneller opladen. Ze zijn chemisch van aard en door ze op te warmen kunnen de reacties die betrokken zijn bij het opladen en ontladen ervan worden versneld. Maar ze kunnen ook beschadigd raken als ze oververhit raken, en het is lastig gebleken om ze constant op de juiste temperatuur te houden.
De meeste inspanningen tot nu toe zijn gebaseerd op externe verwarmings- en koelsystemen, maar deze voegen veel volume toe en hebben ook de neiging om op te verbruiken zelf een aanzienlijke hoeveelheid energie. De innovatie van de onderzoekers, beschreven in a recent artikel in NATUUR, was om een extra component aan de batterijen toe te voegen: een vel nikkelfolie van slechts een paar micrometer dik tussen de gestapelde elektroden van elke cel.
Dit ultradunne vel wordt gebruikt als verwarmingselement, en wanneer er stroom doorheen wordt geleid, wordt de cel in ongeveer een minuut opgewarmd tot 149° Fahrenheit. Deze temperatuur wordt door het opladen gehandhaafd, maar de cel koelt vervolgens snel weer af naar kamertemperatuur zodra de stroom wordt uitgeschakeld.
Toen ze hun aanpak testten, ontdekten de onderzoekers dat ze een batterij van 265 wattuur in 70 minuten tot 11 procent konden opladen. Ze lieten ook zien dat het verwarmen van de batterij niet serieus werkte aperfect haar levensduur, aangezien hij 2,000 oplaadcycli overleefde, wat genoeg energie zou opleveren om in totaal meer dan 500,000 kilometer te rijden.
Hoewel het nog wat werk zal vergen om dit prototype om te zetten in iets dat autofabrikanten daadwerkelijk kunnen gebruiken, wordt de technologie al gecommercialiseerd via een bedrijf genaamd EC Powergroep. IAls ze hierin slagen, kan dit de manier waarop toekomstige elektrische voertuigen worden gebouwd aanzienlijk veranderen.
Een typisch elektrisch voertuig voor de lange afstand wordt tegenwoordig geleverd met een batterijpakket van 120 kilowattuur, dat een uur nodig heeft om op te laden. Eis snellaadtechnologie zou dit kunnen vervangen een batterij half zo groot en laadt op in slechts 10 minuten, terwijl de reistijden op lange reizen zeer vergelijkbaar zijn.
Als je bedenkt hoeveel een elektrisch voertuig kost komt tot aan de batterijen zou dit een aantrekkelijke oplossing kunnen zijn voor zowel autofabrikanten als hun klanten. Als de onderzoekers hun snellaadtechnologie op de markt kunnen brengen, zou dit een belangrijke rol kunnen spelen bij het mainstream maken van elektrische voertuigen.
Krediet van het beeld: Tom Radetzky on Unsplash
