Ładowanie pojazdów elektrycznych pięć razy szybsze w temperaturach poniżej zera
Inżynierowie z University of Michigan opracowali przełomowe rozwiązanie, które może radykalnie poprawić ładowanie pojazdów elektrycznych w niesprzyjających warunkach pogodowych. Dzięki zastosowaniu stabilizującej powłoki na elektrodzie w połączeniu z mikrokanalikami, udało się rozwiązać dotychczasowy kompromis pomiędzy zasięgiem a prędkością ładowania — nawet przy temperaturach sięgających -10°C. Zmodyfikowany proces produkcji ogniw litowo-jonowych pozwala na ładowanie akumulatorów aż 500% szybciej w niskich temperaturach, co może istotnie zwiększyć atrakcyjność pojazdów elektrycznych na chłodniejszych rynkach.
Kluczowym elementem innowacji jest specjalna szklana powłoka z boranu-węglanu litu o grubości około 20 nanometrów, która zapobiega powstawaniu niepożądanej warstwy chemicznej na powierzchni elektrod. To właśnie ta warstwa, powstająca wskutek reakcji z elektrolitem, dotychczas spowalniała ruch jonów litu, ograniczając wydajność ładowania w niskich temperaturach. Nowa struktura, połączona z mikrokanalikami w anodzie, umożliwia szybkie i równomierne rozprowadzenie jonów, co prowadzi do skuteczniejszego i bardziej stabilnego procesu ładowania.
Dotychczasowe rozwiązania, polegające na zwiększaniu grubości elektrod w celu wydłużenia zasięgu pojazdów, miały poważne wady — utrudniały one szybki przepływ jonów litu, spowalniając ładowanie i obniżając moc akumulatora. Badacze z zespołu dr. Neila Dasgupty wprowadzili mikrokanaliki o wielkości około 40 mikronów, umożliwiając jonom litu efektywniejsze przemieszczanie się w głąb elektrody. Choć technologia ta znacząco przyspieszyła ładowanie w temperaturze pokojowej, dopiero zastosowanie dodatkowej powłoki pozwoliło na rewolucyjną poprawę wydajności w warunkach mrozu.
Nowatorska metoda została już objęta zgłoszeniem patentowym, a zespół pracuje nad jej komercjalizacją. Rozwój technologii wspierają środki finansowe z Michigan Economic Development Corporation poprzez program MTRAC Advanced Transportation Innovation Hub. Celem jest przygotowanie procesów produkcyjnych kompatybilnych z wymaganiami przemysłowymi i masową produkcją, co może w niedalekiej przyszłości zmienić sposób, w jaki ładowane są samochody elektryczne na całym świecie.
Nowa technologia może w istotny sposób przyczynić się do popularyzacji pojazdów elektrycznych, zwłaszcza na rynkach o chłodnym klimacie. Oferując większy zasięg, szybsze ładowanie i wysoką stabilność akumulatorów, rozwiązanie z University of Michigan ma potencjał, by usunąć jedną z głównych barier w rozwoju elektromobilności. Jeżeli dalsze prace nad wdrożeniem przebiegną pomyślnie, już wkrótce użytkownicy EV będą mogli cieszyć się niezawodnym ładowaniem bez względu na pogodę.
Źródło: Uniwersytet Michigan
Czytaj też: Samsung Auto rywalem dla produktów Google i Apple?
Grafika tytułowa: Andrew Roberts / Unsplash
