Представьте себе легкий и быстрый электромобиль, который может проехать сотни километров без подзарядки. У этой машины отсутствует утежеляющая ее батарея, аккумулятор является частью кузова.
Структурные батареи существуют, по крайней мере, с 2000-х годов, когда военные США разработали первые аккумуляторы из углеродных нанотрубок, которые является проводящим материалом. Этот материал также известен своей легкостью.
Недавно Илон Маск объявил на презентации Battery Day, что собирается встраивать батареи в шасси автомобилей. Мол, пришло время покончить с системой “скейтборд” и встроить аккумуляторные элементы в кузов. Маск назвал это революционным решением. Однако ученые, которые годами работали над структурными батареями, наверняка закатили глаза.
“По сути, он делает то, что мы делали 10 лет назад, – рассказал изданию Wired Эмиль Гринхал, специалист по материалам Имперского колледжа Лондона и кафедры новых технологий Королевской академии инженерии. – То, что мы делали, выходит за рамки того, о чем говорил Илон Маск. Встроенных аккумуляторов нет. Сам материал является накопителем энергии”.
Гринхал – один из исследователей, которые разрабатывают структурные батареи, не являющиеся отдельным элементом машины. Они скорее ее компонент, потому что батарея, по сути, является материалом, из которого сделан корпус электрокара.
Что такое структурная батарея
Структурная батарея состоит из двух слоев углеродных нанотрубок, один с отрицательным, а другой с положительным зарядом для анода и катода. Изоляционный слой между ними состоит из стекловолокна. Теоретически из этого материала можно построить весь кузов автомобиля.
Спроектировать реально работающую структурную батарею было непросто. В 2018 году журнал Smithsonian Magazine сообщил о проекте Технологического университета Чалмерса, возглавляемом профессором Лейфом Аспом. Но, несмотря на все обещания, команде проекта не удалось создать рабочий аккумулятор.
Гипотетически структурные батареи могут поставить под угрозу будущее литий-ионных аккумуляторов, на которые автопроизводители потратили миллионы и миллионы. GM строит новый завод по производству таких батарей в Огайо. В Европе Volkswagen адаптирует часть заводского комплекса в Германии, чтобы с 2024 года начать производство аккумуляторов для электромобилей. Ставки, которые крупные автопроизводители сделали на электрификацию транспорта, высоки.
Вместе с тем, структурные батареи, похоже, требуют доработки. Пока что они способны питать только малоэнергоемкие операции вроде кондиционирования воздуха, включения стереосистемы или фар. Вероятно, пройдет немалое время, прежде чем они оправдают ожидания. :///