Rekkeviddeangst er en av de største barrierene for bruk av elektriske kjøretøy, hovedsakelig drevet av den lange tiden det tar å lade opp. Men a ny tilnærming kan gi et batteri nok juice til å reise 200 miles på litt over 10 minutter.
Batteriteknologi er den største barrieren for utbredt bruk av elektriske kjøretøy, fordi dagens enheter gir mindre rekkevidde per pund enn bensin og tar betydelig lengre tid å fylle drivstoff. Selv om dette ikke er et problem for daglig kjøring, gjør det langdistanseturer mer skremmende, noe som kan put av nye kjøpere.
Responsen fra bilprodusentene har vært å pakke stadig flere batterier inn i kjøretøyene sine, men dette har åpenbare ulemper. Det gjør bilene langt dyrere og pakker på tilleggsvekt som så må dras rundt. Det øker også etterspørselen etter råvarene som kreves for å lage litium-ion-batterier, hvis forsyningskjeder blir stadig mer belastede.
Men forskere ved Pennsylvania State University og en oppstart basert ved høgskolen har kommet opp med en potensiell løsning på problemet. De har funnet ut at ved å tilføre litt varme kan de lade batteriene langt raskere, noe som kan redusere rekkeviddeangst og tillate bilprodusenter å redusere størrelsen på batteripakkene i kjøretøyene sine.
"De mindre, raskere ladede batteriene vil dramatisk redusere batterikostnadene og bruken av kritiske råvarer som kobolt, grafitt og litium, noe som muliggjør masseadopsjon av rimelige elbiler, sier studieleder Chao-Yang Wang fra Penn State sa i en pressemelding.
Det er ingen hemmelighet at høyere temperaturer kan hjelpe batteriene med å lade raskere. De er kjemiske i naturen, og oppvarming av dem kan fremskynde reaksjonene som er involvert i lading og utlading. Men de kan også bli skadet hvis de overopphetes, og det har vist seg vanskelig å holde dem ved riktig temperatur.
Mesteparten av innsatsen så langt har vært avhengig av eksterne varme- og kjølesystemer, men disse tilfører mye bulk og har også en tendens til å bruke opp en betydelig mengde energi selv. Forskernes innovasjon, skissert i en nyere papir i Natur, var å legge til en ekstra komponent til batteriene: et ark nikkelfolie bare noen få mikrometer tykt mellom de stablede elektrodene til hver celle.
Dette ultratynne arket brukes som et varmeelement, og når en strøm føres gjennom det, varmes cellen opp til 149 ° Fahrenheit på omtrent ett minutt. Denne temperaturen opprettholdes gjennom lading, men cellen avkjøles så raskt tilbake til romtemperatur så snart strømmen slås av.
Da de testet tilnærmingen deres, fant forskerne at de kunne lade et 265 watt-timers batteri til 70 prosent på 11 minutter. De viste også at oppvarming av batteriet ikke var seriøst affekt dens levetid, da den overlevde 2,000 ladesykluser, noe som ville gi nok energi til å kjøre mer enn 500,000 XNUMX miles totalt.
Selv om det fortsatt vil ta litt arbeid å gjøre denne prototypen til noe bilprodusenter faktisk kan bruke, blir teknologien allerede kommersialisert gjennom et selskap som heter EC Power Group. IHvis de lykkes, kan det endre hvordan fremtidige elektriske kjøretøy bygges betydelig.
Et typisk elektrisk kjøretøy med lang rekkevidde leveres i dag med en 120 kilowatt-timers batteripakke som tar en time å lade. This hurtigladeteknologi kan erstatte dette med et batteri halvparten av størrelsen som lades på bare 10 minutter, samtidig som du opprettholder svært like reisetider på lange reiser.
Tatt i betraktning hvor mye av prisen på et elektrisk kjøretøy kommer ned til batteriene kan dette være en attraktiv løsning for både bilprodusenter og deres kunder. Hvis forskerne kan få sin hurtigladeteknologi på markedet, kan den spille en betydelig rolle i å ta elbiler mainstream.
Bilde Credit: Tom Radetzki on Unsplash
